e até o final desse vídeo você vai compreender o porquê dos materiais se contraírem ou se dilatarem quando submetidos a uma variação de temperatura nós vamos falar da expansão térmica i o Olá pessoal bem-vindos ao deve sentir antes de seguir já deixa o seu like nesse vídeo ele é fundamental porque o Youtube desse mini esse conteúdo para mais pessoas além disso assim E também o canal e Ative o Sininho para acompanhar semanalmente nosso conteúdo com a expansão térmica se refere ao aumento do tamanho de um objeto quando ele aquecido o efeito contrário à redução de
tamanho observada quando ele é resfriado é chamado de contração térmica excluindo algumas raras exceções todos os objetos se expandem quando são aquecidos e se contrai quando são resfriados materiais diferentes se expandem ou se encontrarem em taxas diferentes de forma geral os gases se expandem muito mais do que os líquidos e os líquidos se expandem mais do que os óleos quando um objeto é aquecido ou resfriado ele se expandiu se contrai em todas as dimensões mas por razões práticas cientistas e Engenheiros normalmente se concentram em dois tipos diferentes de expansão o primeiro caso é a expansão
linear que ocorre basicamente em uma dimensão e somente para materiais sólidos esse caso impacta problemas engenharia que envolvam fios de transmissão tubulações Barras alongadas concreto e outros materiais e tendo em uma única dimensão Observe que um material alongado se expandem todas as três direções mas apenas uma dimensão que é o seu comprimento têm mais relevância em uma situação da Vida Prática o segundo caso diz respeito à expansão volumétrica e também tem suas aplicações práticas a maior parte dos líquidos por exemplo sofre um aumento gradual de volume quando a temperatura aumenta ao se abastecer um carro
em um dia quente a gasolina que vende um compartimento subterrâneo normalmente estavam a temperatura mais baixa que o carro se o tanque for completamente cheio e o carro For deixado ao sol a gasolina pode muito bem expandir seu volume mais rapidamente do que o próprio tanque de combustível assim o compartimento para gasolina se torna pequeno demais e ela transborda o volume acesso com a expansão térmica é uma consequência da mudança na separação média entre os átomos de um objeto para entender melhor isso Vamos considerar os átomos de uma amostra sólida como sendo conectadas por molas
rígidas cada átomo vida e sua posição de Equilíbrio quando a temperatura aumenta a energia EA amplitude da vibração também aumenta mas tem uma coisa importante aqui que deve ser observada as forças da ligação interatomica são a Harmonix com isso a ligação entre os átomos se comporta como uma mola que é mais fácil de esticar do que de comprimir como resultado quando ela amplitude da vibração aumenta a distância média entre os átomos também aumenta esse aumento para o único par de átomos é muito pequeno mas o efeito coletivo para vários moles de átomos certamente apreciável e
leva a uma expansão visível do material como todo e se uma barra tem um comprimento L em uma dada temperatura inicial o seu comprimento vai mudar se a temperatura mudar e ele faz isso de forma proporcional ou seja quanto maior for a variação de temperatura maior será a variação no comprimento da Barra agora se Duas Barras uma com o dobro do tamanho da outra feitas do mesmo material forem submetidas a mesma mudança de temperatura a barra maior terá uma variação de comprimento duas vezes maior então a variação de comprimento é proporcional também ao comprimento inicial
da Barra podemos colocar essas duas observações empíricas extraídas da experimentação em uma única relação Além disso nós podemos atribuir a esta relação uma constante de proporcionalidade Alpha essa constante descreve as propriedades de expansão térmica do material EA chamada de coeficiente de expansão linear este coeficiente pode ser muito diferente para a diferença por exemplo o coeficiente de expansão linear do Alumínio tem o valor quase 50 vezes maior que o do quartzo isso implica que uma mesma variação de temperatura produz uma variação no comprimento de uma barra de alumínio será 50 vezes maior que a variação de
uma barra igual só que feita de 4º lote os valores típicos para o coeficiente de expansão linear são muito pequenos até mesmo sobre variações de temperatura da ordem de 100 graus celsius a mudança no comprimento de um objeto metálico é apenas da ordem de milímetros e outra coisa a proporcionalidade direta que nós atribuímos a expressão para a expansão linear não é exata e ela é aproximadamente correta somente quando as mudanças de temperatura São suficientemente pequenas para um dado material coeficiente de expansão varia com a temperatura em situações práticas que envolvem variações de temperaturas relativamente baixas
isso é ignorado já que seu efeito sobre a expansão é realmente desprezível mas quantas variações de temperaturas são elevadas a proporcionalidade direta deixa de valer com o aumento da temperatura geralmente causa o aumento no volume dos materiais Os experimentos mostram que se a mudança de temperatura não for muito grande o aumento no volume é aproximadamente proporcional a mudança de temperatura e ao volume inicial a constante Beta é o que caracteriza a expansão volumétrica dos materiais EA chamada de coeficiente de expansão volumétrica para materiais sólidos é possível mostrar que existe uma relação simples entre coeficiente de
expansão volumétrico e o coeficiente de expansão linear ou seja o volume médico é igual a três vezes o linear e a água como a maioria das outras substâncias se expande quando aquecida mas por conta de sua estrutura molecular ela tem algumas propriedades incomuns que a diferencia de outros livros por exemplo se você diminuir a temperatura da água seu volume vai se contrair conforme esperado mas isso só até a temperatura chegar a 4 graus Celsius se você continuar respirando a água até o ponto de congelamento a 0 graus Celsius o volume se expande a água tem
densidade máxima a 4 graus Celsius com densidade ligeiramente menor e temperaturas mais altas e mais baixas assim expansão térmica da água não pode ser caracterizada por um único coeficiente de expansão térmica esse comportamento incomum da expansão térmica da água é o que explica porque um lago começa a congelar pela superfície e não pelo fundo é um exemplo como um expansão térmica pode ser visto na cozinha quando você tem a experiência em Glória você abrir uma tampa de metal apertada em um recipiente de vidro para isso normalmente basta um olhar o frasco com água quente como
metal de lata mais que o vidro a tampa vai afrouxar que a coisa fica muito mais fácil a expansão térmica é a base de muitos termômetros incluindo os famigerados termômetro de mercúrio que eram usados para medir a febre com a expansão do líquido de mercúrio a altura Élida contra as marcações no vidro que fornecem a temperatura outro dispositivo prático é a lâmina bimetálica que consiste de dois metais diferentes expansividade térmicas soldados um contra o outro quando a lâmina é aquecida o metal se expande mais rapidamente do que o outro e se dobra na direção daquele
que tem a menor expansividade térmica essas lâminas elas podem ser usadas como controladora de um termostato ativando ou desativando o dispositivo quando a temperatura desejada é atingida a expansão e muitas vezes a indesejada e em projetos de engenharia civil podem apresentar grandes problemas por exemplo a juntas usadas para manter uma ponte devem ser projetadas para fornecer espaço para expansão e contração da superfície da ponte outro exemplo de expansão térmica é a folga das linhas de transmissão elétrica em um dia quente isso ocorre porque o calor faz com que os fios se expandam de forma que
seu comprimento que se estende de um pote ao outro será muito maior do que ele seria e o dia frio e claro os fios também são sempre montados com um comprimento adequado para que eles não vem ao Se romper devido à contração que podem ocorrer nos dias frios por último ainda tem os Trilhos de ferrovias que podem dilatar ao longo do seu comprimento por conta disso é usado uma junta de expansão que é um pequeno espaço entre duas barras consecutivas para que elas possam deslizar ao longo do comprimento do Thriller garantindo assim que os trilhos
da ferrovia não se importa em devido ao aquecimento de um dia quente com esse vídeo você deve ter compreendido a expansão térmica e suas aplicações tecnológicas se você gostou dessa explicação então dê um like porque ele é muito importante para que outras pessoas tenham acesso a esse conteúdo e não saia do canal sem antes se inscrever clique nesse botão aqui no meio da tela e tem a ver se sentir abraço e até a próxima
