AULA FÍSICA - DILATAÇÃO TÉRMICA: Definição e Tipos de dilatação - STOODI

[Música] stud fala galerinha tudo tranquilo com vocês beleza maravilha ó Área Nova aqui dilatação térmica mas na verdade né consequência do que a gente já tinha visto antes você vai entender com certeza com certeza duas aulas essa primeira aula a gente vai falar só de dilatação linear mas se você entender essa aula pode ficar tranquilo que a próxima você vai entender também que é dilatação superficial e dilatação volumétrica beleza A lógica é exatamente a mesma tanto é que a gente vai desenvolver a lógica só para essa primeira parte e nas próximas Aliás na próxima aula

você já vai entender isso daí a lógica é exatamente a mesma combinados maravilha então beleza imagina só é quando você fornece calor para um corpo é ele vai receber essa energia tá e aquelas moléculas que estão lá dentro elas vão ficar mais agitadas lembra na primeira aula de tmo de de calorimetria que a gente conversou tal que quando o corpo recebe calor essas moléculas ficam agitadas a temperatura aumenta é isso Beleza e aí se elas ficam mais agitadas Você concorda que elas vão precisar de um uma um espaço maior para ficar é se eu tenho

todas elas aqui agitadas pequenininhas bonitinhas aqui bonitinhas beleza tá aqui pequenininho agora fornea energia começa a achar mais mais mais isso aí vai precisar de um espaço maior para ficar concorda beleza essa daí é a explicação da dilatação você já sabe como é que isso daí funciona tá para falar a verdade você ser três dilatações a linear que a gente vai ver agora a superficial e a volumétrica tá eh a linear ela não é que ela acontece só em uma dimensão porque na verdade todos os corpos são 3D todos os corpos T altura tem profundidade

tem largura né um comprimento e tal eh tem três dimensões né só que o que que a gente vai considerar para facilitar nossa vida por exemplo ó se eu pegar aqui um fio tem um fio esses de poste né Você concorda que o comprimento é muito maior do que a espessura dele é e na hora da dilatação o comprimento vai ser muito mais significativo né a dilatação nesse nessa dimensão nesse comprimento vai ser muito mais significativa do que na espessura dele concordam então o que que a gente faz a gente despreza as outras duas dimensões

e considera uma dimensão só legal a ideia tranquilin então tá bom então vamos fazer assim ó vamos deduzir Como que essa variação então no comprimento acontece eu tenho aqui ó um comprimento Inicial beleza Tá aqui o comprimento inicial Tá e aí você fornece calor para esse corpo e aí você sabe que é vários corpos acontecem o tempo todo na nossa vida quando os corpos recebem calor eles aumentam de tamanho não é isso para vários assuntos na nossa vida e aí olha só ele vai aumentar de tamanho ele ficou maior tá aqui ficou maior beleza esse

tanto aqui ó esse tanto aqui concorda que é o quanto variou o nosso comprimento isso é o quanto variou esse tamanho legal e você concorda que esse tamanhozinho Zão todo aqui ó todo aqui é o comprimento final desse cara isso Maravilha legal agora você já sabe então que se eu pegar um corpo pequenininho ele vai dilatar um pouquinho se eu for descer calor legal se eu pegar um corpo maior ele vai dilatar mais porque ele tem mais isso material aqui dentro mais moléculas maior isso elas vão ficar agitadas vão ter que ocupar um espaço maior

ainda concorda então se você entende que essa variação no comprimento ela vai depender primeira coisa da condição Inicial essa lógica eu vou usar paraas outras duas equações que a gente vai deduzir na próxima aula tá Então depende da condição Inicial legal agora vai depender também do material é o que você vai usar Não é isso tem materiais que tem uma facilidade maior para dilatação e tem materiais que não dilatam tanto E aí bom não somos obrigados a guardar nenhum valor Isso é bom né mas tem uma condição para isso aqui ó a condição é a

condição do material depende desse material às vezes dilata mais às vezes não dilata tanto combinados legal agora imagina que essas moléculas T um grau de agitação ou seja tem uma temperatura inicial tem aqui um grau de agitação se você fornece um pouquinho de energia pouquinho só pouquinho para variar 1 GC por exemplo agitação bom agitação nova é quase imperceptível concordo não não vai fazer tanta diferença não vai dilatar tanto agora se por acaso vamos supor que o material aguente eh vou exagerar só para você entender variamos 1000 GC pronto 1000º c faz conta que que

o material suporta essa diferença de temperatura Você concorda que de uma certa temperatura para outra 1000 bom 1000 unidades na frente essa essa dilatação vai ser significativa não é Então depende não da temperatura mas da variação dessa temperatura Tá quanto maior for essa variação cara mais o corpo vai dilatar beleza até aqui legal quais unidades você vai usar aqui bom nesse caso a gente pode usar unidades fora do sistema internacional dependendo do tamanho do corpo né então esse l e esse del L você pode medir em centímetros ou metros ou quilômetros ou enfim Qual que

é a unidade eu vou deixar a unidade do sistema internacional tá então vou deixar aqui metro Beleza beleza e a variação de temperatura bom Apesar de eu estar falando do sistema internacional normalmente aparece outra unidade é que é o grac então sistema internacional o Kelvin né unidade usual grac beleza e o alfa bom o alfa ele tem uma condição especial vou fazer assim ó vou deixar ele sozinho aqui pra gente analisar a unidade dele então passo o l0 e o delta teta lá para baixo tá então vai ficar assim Alfa é igual e aí eu

vou analisar a unidade da coisa aqui ó é a unidade do Del L é a unidade lembra o l0 foi lá para baixo do l0 vezes a unidade da variação de temperatura só para você entender aquela unidade que aparece lá então isso daqui é metro isso aqui é metro metro met ou enfim centímetro centímetro uma vez que você escolhe uma outra vai ser igual não é então vou jogar fora as duas unidades porque elas são iguais e aí sobrou aqui embaixo a variação de temperatura então a unidade do Alfa Vai ser 1 sobre graus C

ou 1 sobre Kelvin ou 1 sobre graus fahenheit Ou se você quiser escrever passa o graus C lá para cima graus C elevado a men-1 Então essa é a unidade do Alfa tá essa é a unidade que aparece pra gente aí que que significa isso daí significa o quanto o corpo vai dilatar por grac pronto entendeu tranquilin beleza legal então esse Alfa aqui ele tem um nome especial é o coeficiente de dilatação todas as características que vão aparecer ó são coeficientes dilatação qual vai ser a diferença a nossa primeira parte aqui ó dilatação linear então

Alfa é o coeficiente de dilatação linear combinados Beleza depois a gente vai dar uma uma atenção especial a isso aqui na outra aula na outra aula pro Alfa E aí vão aparecer mais outras duas letrinhas a gente vai relacionar todas essas três letrinhas Beleza então vamos fazer assim ó fechou aqui é essa ideia eu eu preciso que você guarde na cabeça isso daqui qualquer dilatação vai depender o quê da condição inicial da característica do material e da variação de temperatura Maravilha sabendo disso daí cara você está d bem inclusive na próxima aula sem problemas tá

enquanto isso enquanto a próxima aula não chega Vamos fazer um pouquinho de exercício vamos treinar então Dá uma olhadinha no enunciado aí uma longa ponte foi construída e instalada com blocos de concreto de 5 m de comprimento a uma temperatura de 20º C em uma região na qual a temperatura varia ao longo do ano entre 10 e 40 GC o concreto desses blocos tem coeficiente de dilatação linear de 10 elevado a -5 GC a -1 nessas condições qual a distância em centmetros deve ser resguardada entre os blocos na instalação para que no dia mais quente

do ano a separação entre eles seja de 1 cm Então beleza galera entendeu o que que tá acontecendo as pontes são construídas com blocos por isso quando você passa de carro em cima de uma ponte você ouve aqueles barulhinhos de por quê Porque você tá passando exatamente nessas separações entre os blocos tá E aí tem um tamanho máximo que esse bloco pode dilatar para que cara para que hora que o outro bloco de late também eles não comecem a empurrar um vai destruir tudo a ponte né então esse bloco tem um tamanho máximo que ele

pode dilatar esse bloco tem um tamanho máximo esse bloco esse bloco esse bloco tudo bem ideia Beleza então vamos fazer assim vamos calcular aqui ó a variação do comprimento lembra que ele depende da condição inicial do alfa e da variação de temperatura tá tudo aqui já condição Inicial ó o alfa tá aqui e a variação de temperatura toma cuidado hein ele falou que a ponte foi construída quando a temperatura estava a 20º C a variação vai de 10 a 40 tá só que ele quer saber o quê Desde quando ela e foi construída até a

temperatura máxima Beleza então é de 20 até 40 toma cuidado com esse detalhe Tá então vamos lá a variação do comprimento aqui vai ser comprimento Inicial 5 m Maravilha Alfa 10 elevado a-5 variação de temperatura final menos Inicial então a variação nesse comprimento aqui vai ser 5 x 20 isso aqui dá 20 né 5 x 20 100 x 10-5 posso escrever 100 de uma forma diferente 10 qu pode né então o que que é o 10 qu x 10 a-5 bases iguais somo esses expoentes né no caso aqui tem o menos então vai dar 10

elevado -3 M tranquilinho até aí maravilha maravilha Então olha só isso daqui na verdade é 0,001 m tá tá meio estranho não tá vamos arrumar isso aqui vamos 0,1 cm ó tirei dois zerinhos aqui transformei isso aqui em centímetros agora tá legal não tá não agora tá tranquilinho né ótimo só que só que toma cuidado né Isso daí é o quanto vai dilatar tá só que ele falou que tem que ter 1 cmro aí você tem que ter 1 cm Qual que é o comprimento final Olha que eu vou fazer aqui então Ó del L

que que é variação entre qualquer coisa final menos Inicial é isso o Del l a gente sabe o l final a gente vai descobrir e o l Inicial é de 1 cm essa esse espaço entre eles só passei pro outro lado então esse L vai dar esse comprimento né vamos entender esse espaço entre eles aqui né de 1,1 cm 1,1 cm tá se você não quiser colocar o Del L aqui para não confundir pode chamar delx aqui qualquer x do tamanhozinho entre eles beleza só pra gente não confundir agora essa sim é a pergunta na

verdade a resposta né que o cara fez a pergunta logo no começo então a distância aí vai ser de 1,1 cm Para quê Para que quando uma dilatassem né tá tranquilinho esse daí ele vai dilatar 01 mantém 1 cm entre as placas não tem problema nenhum vai que um dia né apesar da gente ter a estatística aí de um bom tempo vai que um dia chega a 60 GC concorda Então tem que ter uma margem de segurança aí Maravilha Beleza agora que você sabe essa resposta aqui ó dá para dar uma olhadinha nas alternativas vê

lá para mim qual que é a alternativa correta qual isso boa B maravilha maravilha dúvidas até aí ah Ah qualquer coisa ó dá uma voltada aqui dá uma olhada nessa lógica e com certeza você vai entender mas enquanto isso enquanto você não volta o vídeo tá vamos fazer mais um vamos fazer mais um aí a gente fica tranquilo Beleza dá uma olhada a no enunciado uma lâmina bimetálica de bronze e ferro na temperatura ambiente é fixada por uma de suas extremidades como visto na figura abaixo Nessa situação a lâmina está plana e horizontal a seguir

ela é aquecida por uma chama de gás eh após algum tempo de aquecimento a forma assumida pela lâmina será mais adequada eh se representado pela figura a b c d ou E então vamos lá galera vamos lá maravilha olha só olha só vamos analisar um negocinho aqui del L l0 ala del teta beleza Eh eu quero analisar o que que acontece com relação à dilatação tomando como referência só o alfa por quê Porque o comprimento Inicial é igual PR os dois não dá para analisar a variação de temperatura é a mesma PR os dois também

não dá para para para analisar né então fazer assim você sabe que o alfa vou passar esses dois dividindo é o Del L l0 del teta maravilha maravilha ó comprimento Inicial O mesmo PR os dois não vou analisar não vou analisar porque não dá igual pros dois né variação de temperatura bom a temperatura aumentou aqui aumentou aqui aumenta igual PR os dois né varia igual pros dois esquece daí não interessa pra gente que que sobrou bom sobrou aqui o cara que vai ter a maior a maior dilatação tem o maior coeficiente de dilatação linear é

maior dilatação maior Alfa maior dilatação maior Alfa é isso dá para analisar os dois quem tem a maior o maior alfa o bronze é isso tá então vou escrever assim ó como como Opa agora tá escrito Como como o alfa do bronze é maior do que o alfa do ferro que que a gente sabe que a variação do comprimento no bronze vai ser maior do que a variação do comprimento do ferro ótimo legal então você sabe que o bronze vai dilatar mais o bronze tá aqui em cima Agora pensa comigo pensa comigo os dois são

grudados se os dois não tivessem grudados o bronze simplesmente ia dilatar e passar lá na frente ia ficar um comprimento um pouquinho maior aqui e o ferro com comprimento um pouquinho menor é isso tá como os dois estão juntos estão grudados aqui bom o bronze vai dilatar da mesma forma só que ele não vai poder crescer dessa forma que nem a gente estava falando que ele vai fazer como eles são grudados ele vai acabar empurrando o ferro para baixo desse jeito então o desenho final vai ser o quê vai ser o bronze aqui e o

ferro ferro e bronze dilatados dessa forma beleza essa ideia tranquilin tranquilin então faz assim dá uma olhadinha nos desenhos lá vê para mim qual que é a alternativa interessante pra gente qual que é alternativa interessante qual que é Ah você já achou alternativa boa alternativa d Beleza então o que que interessa aqui pra gente interessa analisar isso aqui ó essa análise que a gente fez é legal maior coeficiente de dilatação linear significa maior dilatação Maravilha tranquilin Beleza então qualquer coisa dê uma olhadinha nos vídeos de novo tá é apesar de terem Aparecido alguns numerozinho aqui

nesse exercício só foi interessante para comparar o que acontece né Quanto vai dilatar Não sei não sei qual é a variação de temperatura não sei qual o comprimento inicial de cada um deles então não dá para calcular isso daí beleza então então tá bom galera valeu até a próxima aula e tchau tchau