Dilatação Térmica ☀️ {Atualizado em 2022}

Dilatação Térmica

O conceito de dilatação

A temperatura de um material está relacionada com a velocidade das suas partículas.

Essa velocidade aumenta quando damos energia térmica para esse material e diminui quando retiramos.

A dilatação térmica é decorrente dessa variação da energia.

Os materiais tendem a aumentar de tamanho quando são aquecidos e a diminuir quando são resfriados.

Quando fornecemos energia a um material a velocidade de oscilação dos átomos aumenta e cada um desses átomos tende a ocupar mais espaço.

Consequentemente o cristal (ou estrutura cristalina) vai a ocupar um espaço maior e assim ocorre a dilatação.

Nos materiais não cristalinos (amorfos como o vidro) o fenômeno é similar mas não é exatamente o mesmo.

Nestes materiais as partículas não estão agrupadas em formas fixas. No entanto quanto maior a agitação mais espaço cada partícula vai ocupando.

Coeficiente de expansão térmica

O coeficiente de expansão térmica é uma constante para cada material.

Na teoria um aço 1020 com 0,2% de carbono vai ter sempre o mesmo coeficiente.

No entanto, um aço 1020 com 0,21% de carbono pode ter um coeficiente ligeiramente diferente.

Analogamente, um aço inox vai ter um coeficiente de expansão térmica bem mais diferente que esse 1020.

Interpretando o coeficiente de expansão térmica

Ele representa a facilidade com que o material expande. Por exemplo:

Quanto maior o coeficiente de expansão térmica, maior a dilatação (µm) por temperatura acrescida (°C).

Menor coeficiente de expansão térmica resultará em menor dilatação (µm) por temperatura diminuída (°C).

O que é o coeficiente de expansão térmica 

O Coeficiente de expansão térmica descreve como o tamanho de um objeto muda com uma mudança na temperatura.

Especificamente, ele mede a mudança fracionária no tamanho por mudança de grau na temperatura a uma pressão constante, de modo que coeficientes mais baixos descrevam propensão mais baixa para mudança no tamanho.

De acordo com a wikipedia ...

A expansão térmica é a tendência da matéria de mudar sua forma, área, volume e densidade em resposta a uma mudança na temperatura, geralmente não incluindo as transições de fase. A temperatura é uma função monotônica da energia cinética molecular média de uma substância. Quando uma substância é aquecida, as moléculas começam a vibrar e se mover mais, geralmente criando mais distância entre si.

Índice

Falarei sobre os seguintes tópicos:

  • Qual é o Coeficiente de expansão térmica
  • Qual é a aplicação de um Coeficiente de expansão térmica
  • Como medir o Coeficiente de expansão térmica
  • Como é o coeficiente térmico de expansão linear determinado experimentalmente
  • Como calcular o Coeficiente de expansão térmica
  • Coeficiente da equação de expansão térmica
  • Coeficiente de unidades de expansão térmica
  • Coeficiente de conversão da unidade de expansão térmica


Dica: ative o botão de legenda se precisar. Escolha “tradução automática” no botão de configurações, se você não estiver familiarizado com o idioma inglês.

Qual é a aplicação de Coeficiente de expansão térmica

O Coeficiente de expansão térmica é usado para determinar a taxa na qual um material se expande em função da temperatura.

O CTE é usado para fins de projeto para determinar se pode ocorrer falha por estresse térmico.

Compreender as características relativas de expansão / contração dos materiais é importante para o sucesso da aplicação.

Como medir o Coeficiente de expansão térmica

Para determinar o coeficiente de expansão térmica, duas grandezas físicas (deslocamento e temperatura) devem ser medidas em uma amostra que está passando por um ciclo térmico.

Três das principais técnicas usadas para medição CTE são dilatometria, interferometria e análise termomecânica.

Como calcular o Coeficiente de expansão térmica

ΔL = αLΔT

A dependência da expansão térmica na temperatura, substância e comprimento é resumida na equação ΔL = αLΔT, onde ΔL é a mudança no comprimento L, ΔT é a mudança na temperatura e α é o coeficiente de expansão linear, que varia ligeiramente com temperatura.

Vídeo: Expansão Linear de Sólidos, Volume ...

Se você for uma pessoa visual ou auditiva, dê uma olhada neste vídeo relacionado do Youtube:

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Citação

Quando você precisa citar um fato ou informação num trabalho ou monografia você deve incluir a fonte de onde você obteve esta informação (Coeficiente de expansão térmica).

Isso dá credibilidade ao seu trabalho e é requerido em algumas faculdades.

Para tornar sua vida (e citação) mais fácil, basta copiar e colar a informação abaixo na sua seção de bibliografia (ou referências bibliográficas) do seu trabalho:

Luz, Gelson. Coeficiente de expansão térmica. Blog de Materiais. Gelsonluz.com. dd mm aaaa. URL.

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