Dilatação Volumétrica dos Líquidos

O modo de se calcular a dilatação de líquidos é um pouco diferente. Os líquidos, diferentemente dos sólidos, como não têm forma definida, devem ser aquecidos em recipientes. Com isso, os recipientes também dilatam e podem fazer com que a dilatação pareça menor do que ela realmente é.
Os líquidos, em geral, se dilatam mais que os sólidos. Levando em conta todos esses fatos, para medir o quanto um líquido realmente dilatou, utiliza-se a seguinte fórmula: ΔV do líquido = ΔV do recipiente + ΔV aparente do líquido = V0(líq) x ΔT x γ(líq) + V0(rec) x ΔT x γ(rec).
γ - coeficiente de dilatação volumétrica
ΔV - Variação de volume
ΔT - Variação de temperatura
V0 - Volume inicial
(líq) - do líquido
(rec) - do recipiente
Observação: γ real do líquido = γ do recipiente + γ aparente do líquido

Modo Experimental:
Para observar de maneira experimental a dilatação dos líquidos, a melhor maneira é a utilização do esquema apresentado ao lado.
Primeiramente, encha um recipiente provido de um ladrão(saída lateral de líquidos) até que o líquido atinja o ponto mais próximo possível desse ladrão. Depois posicione um pequeno recipiente com demarcação de volume abaixo da saída do ladrão. Após isso, inicie o aquecimento.
Quando o líquido e o recipiente começarem a dilatar, tente medir o quanto foi a dilatação do recipiente por meio da medida das dimensões
do recipiente. Então, some a dilatação do recipiente com o volume de líquido e se obterá a dilatação real do líquido.

Caso haja dificuldade para determinar o volume e a variação do mesmo no recipiente, tente emergi-lo, quando cheio, em um pote de água antes e depois do aquecimento. De preferência utilize um pote com medições de volume. Anote qual a mudança no volume de água dentro do pote em cada submersão e compare as duas para obter o ΔV do recipiente.

Dilatação Volumétrica de Sólidos

A dilatação volumétrica de sólidos é muito básica. Para observá-la, basta medir as dimenções do material analisado antes e depois do aquecimento, subtraindo o volume inicial do volume final e obtendo o ΔV(variação de volume).

Para definir a variação volumétrica algébricamente, a fórmula aplicada é ΔV = V0 x x ΔT.

ΔV - Variação de volume

ΔT - Variação de temperatura

V0 - Volume inicial do sólido

γ - Coeficiente de dilatação volumétrica - γ = 3α e γ = 3β/2

Dilatação Superficial

A dilatação superficial é muito semelhante à linear, contudo nela se análisa o aumento na área de algum material de comprimento e largura significativos, porém espessura desprezível. Para calcular essa dilatação, utiliza-se medições de área como centímetro quadrado e metro quadrado.

A fórmula utilizada para o cálculo da dilatação superficial é: ΔA = A0 x ΔT x β.

β - coeficiente de dilatação superficial do material (específico para cada substância) - β = 2α

A0 - Área inicial

ΔA - Variação na área
ΔT - Variação de temperatura a qual está exposto o material

Dilatação Linear de Sólidos

A dilatação linear consiste na análise da alteração do comprimento de um sólido de espessura e largura desprezíveis. Com isso, para se definir esse tipo de dilatação, utiliza-se escalas de medida de comprimento, tais como metro, centímetro e kilômetro.

Para se calcular a dilatação linear de um sólido é aplicada a seguinte fórmula: ΔL = L0 x ΔT x α, sendo α o coeficiente de dilatação linear do sólido, ΔT a variação de temperatura, L0 o comprimento inicial do sólido e ΔL a variação no comprimento do mesmo.


Modo experimental:


Como às vezes é difícil calcular a dilatação de um sólido, o método ao lado é muito eficaz para analizar a dilatação experimentalmente.
Por meio desse método observaremos na régua a dilatação mesmo que muito pequena.
Quando aquecido, o sólido empurrará a pequena barra para baixo e, devido à posição do suporte, poderemos ver a extremidade da barra próxima a régua subir 50 vezes mais.
Portanto, uma dilatação de 1mm, que seria quase impossível de perceber, será vista facilmente na régua como uma alteração de 5cm. Após esse experimento, basta dividir a alteração de altura da extremidade próxima a régua por 50, e se obterá a dilatação real.

Dilatação de Materiais

A dilatação das substâncias ocorre devido à separação entre os elementos que compõem a substância. Quando a temperatura de um material é elevada, seus átomos passam a ficar mais agitados e sofrem uma separação, que leva essa substância a aumentar de volume.