Qual o nome científico do processo em que o objeto aumenta de tamanho por causa do calor?

Dilatação Superficial é o aumento do volume de um corpo que compreende duas dimensões - comprimento e largura.

Esse processo decorre da exposição do corpo ao calor, fazendo com que os átomos se agitem e aumentem a distância entre eles, ou seja, se dilatem.

Exemplos:
1. Uma chapa de metal, cujo aumento de temperatura faz com que ela expanda em comprimento e em largura.
2. Um furo em uma placa, que aumenta de tamanho à medida que a placa é aquecida.

Como Calcular?

ΔA = A0.β.Δθ

Onde,

ΔA = Variação da área
A0 = Área inicial
β = Coeficiente de dilatação superficial
Δθ = Variação de temperatura

Coeficiente

Beta é o coeficiente de dilatação superficial. Ele é duas vezes maior que alfa (2α), que é o coeficiente da dilatação linear, uma vez que nesta a dimensão se reflete apenas em uma dimensão - o comprimento.

Dilatação Volumétrica e Dilatação Linear

Dependendo das dimensões dilatadas em um corpo, a dilação térmica também pode ser:

Linear: quando o aumento de volume do corpo compreende uma dimensão - o comprimento.

Volumétrica: quando o aumento de volume compreende três dimensões - comprimento, largura e profundidade. Por esse motivo, o coeficiente de dilatação volumétrica (gama) é três vezes maior que alfa, que é o coeficiente da dilatação linear (3α).

Saiba mais:

• Calor e Temperatura
• Calorimetria
• Dilatação Térmica

Exercícios Resolvidos

1. Uma peça de ferro quadrada tem uma área total de 400cm2. Após ter serrado a peça ao meio, ela foi submetida a uma temperatura superior, cujo aumento equivale a 30ºC. Sabendo que o coeficiente 5.10-6 qual será a área final dessa metade da peça?

Ver Resposta

Primeiro, vamos retirar os dados do enunciado:

• A área inicial (L0) é 200cm2, afinal a peça foi serrada ao meio
• A variação de temperatura é de 30ºC
• ​O coeficiente de dilatação (β) é 5.10-6

ΔA = A0.β.Δθ
ΔA = 200.5.10-6.30
ΔA = 200.5.30.10-6
ΔA = 30000.10-6
ΔA = 0,03cm2

0,032cm2 é a variação do volume da área. Para sabermos o tamanho final da peça temos de somar a área inicial com a sua variação:

A = A0+ΔA
A = 200+0,032
A = 200,032cm2

2. Há um furo no tamanho de 3cm2 numa das extremidades de uma placa cuja temperatura é de 40º C. Se a temperatura for elevada para o dobro, quanto será o aumento do furo considerando que o coeficiente é 12.10-6?

Ver Resposta

Primeiro, vamos retirar os dados do enunciado:

• A área inicial do furo (L0) é 3cm2
• A variação de temperatura é de 40º C, afinal ela foi aumentada para o dobro
• ​O coeficiente de dilatação (β) é 12.10-6

ΔA = A0.β.Δθ
ΔA = 3.12.10-6.40
ΔA = 3.12.40.10-6
ΔA = 1440.10-6
ΔA = 0,00144cm2

O calor específico é a quantidade de calor que deve ser fornecida para que 1 g de substância tenha a sua temperatura elevada em 1°C. Cada substância possui um determinado valor de calor específico, que é geralmente expresso em cal/g.°C.

Quanto maior for o calor específico de uma substância, maior será a quantidade de calor que deverá ser fornecida ou retirada dela para que ocorram variações de temperatura. A água, quando comparada com várias outras substâncias, possui o maior calor específico, que corresponde a 1 cal/g.ºC

→ Comparando valores de calor específico

A tabela abaixo traz o valor do calor específico de algumas substâncias de nosso cotidiano.

Ao visitar a praia, percebemos que, durante o dia, a temperatura da água é inferior à temperatura da areia. A partir da tabela, podemos reparar que o calor específico da areia é bem menor que o da água, logo, a quantidade de energia necessária para aquecer a areia é menor e, por isso, seu aquecimento ocorre mais rápido. Durante a noite, a areia também perde energia mais facilmente que a aguá, esfriando-se mais rapidamente.

Podemos ainda citar como exemplo o ato de colocar café quente em um copo de alumínio. Percebemos que rapidamente o alumínio aquece-se, chegando à mesma temperatura do café. Isso ocorre porque o calor específico do alumínio é pequeno.

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→ Determinação do calor específico (c)

A capacidade térmica de um corpo (C) corresponde à razão entre a quantidade de calor recebida e a variação de temperatura sofrida pelo corpo. Essa grandeza mostra o comportamento dos corpos diante do recebimento de calor. O calor específico de um material é definido como a razão entre a capacidade térmica de um corpo por sua massa:

c = C
      m

→ Consequências do calor específico da água

O alto valor do calor específico da água influencia a ocorrência de alguns fenômenos meteorológicos, como:

• A brisa marítima: O fenômeno das brisas é resultado da menor variação de temperatura da água do mar em relação à variação de temperatura da costa. A água varia pouco a sua temperatura em razão de seu maior calor específico.

• El Niño: Em virtude da elevação da temperatura das águas do Oceano Pacífico na região do Peru, uma quantidade de calor acima do normal é transferida para a atmosfera e gera alterações bruscas no clima da Terra.

Qual o nome científico do processo que objeto aumenta de tamanho por causa do calor?

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