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1ªEJA FASEFÍSICA PROF.ª RISÔLDA FARIAS
PROF. NELSON BEZERRA
Unidade IVSer humano e saúde
CONTEÚDOS E HABILIDADES
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Aula 14.2Conteúdo
• Dilatação térmica linear, superficial e volumétrica
CONTEÚDOS E HABILIDADES
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Habilidade • Associar e aplicar o fenômeno da dilatação como
função da variação de temperatura sofrida pelo corpo interpretando as grandezas físicas envolvidas.
CONTEÚDOS E HABILIDADES
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TermometriaTemperaturaA temperatura de um corpo está associada ao nível de agitação das moléculas que o constitui, ou seja, é o nível de agitação das moléculas de um corpo.
REVISÃO
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O calor é uma forma de energia, ou seja, é energia térmica em trânsito (movimento), sempre fluindo, espontaneamente, do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura.
REVISÃO
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Calor
REVISÃO
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Desafio do dia
DESAFIO DO DIA
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Em dias frios é possível perceber que os cabos de transmissão de energia elétrica ficam mais esticados que nos dias quentes, conforme o vídeo. Você saberia me dizer como é chamado esse fenômeno que iremos estudar hoje?
DESAFIO DO DIA
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VT 04 - CHROMA
AULA
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A Termologia é um ramo da Física que estuda os fenômenos térmicos como calor, temperatura, dilatação, energia térmica, estudo térmico dos gases etc.
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Temperatura
AULA
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TemperaturaQuando um corpo se aquece as partículas que o compõem vibram cada vez com mais intensidade: esse fenômeno denomina-se temperatura. Quanto maior a agitação, maior a temperatura.
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Dilatação
AULA
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Dilatação TérmicaTodos os corpos existentes na natureza, sólidos, líquidos ou gasosos, quando em processo de aquecimento ou resfriamento, ficam sujeitos à dilatação ou contração térmica.
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Dilatação Térmica é a variação que ocorre no tamanho ou no volume de um corpo quando submetido a aquecimento térmico. Uma vez que os corpos são constituídos por átomos ligados entre si, a exposição ao calor faz com que eles se agitem, aumentem a distância entre si e inchem.
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Contração térmicaÉ a diminuição das dimensões dos corpos geralmente associada à diminuição de sua temperatura.
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Tipos de dilataçãoDependendo das dimensões dilatadas mais significativas dos corpos (comprimento, largura e profundidade), a dilatação é classificada em: linear, superficial e volumétrica.Veja exemplos de situações em que dilatam de um corpo pode ser estudada em uma, duas ou três dimensões:
AULA
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AULA
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Dilatação LinearÉ a dilatação que se caracteriza pela variação do comprimento do corpo. Essa variação pode ser calculada a partir da seguinte equação matemática: chamada de coeficiente de dilatação linear (α).Assim podemos expressar:
∆L = Lo . α . ∆θ
AULA
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A unidade usada para α é o inverso da unidade de temperatura, como: ºC-1. O comprimento final é dado por:
L = ∆L + Lo
AULA
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Dilatação SuperficialEsta forma de dilatação consiste em um caso onde há dilatação linear em duas dimensões.
∆S = So . β . ∆θOnde: β = 2 . αA área final é dada por:
S = ∆S + S0
AULA
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Dilatação VolumétricaAssim como na dilatação superficial, este é um caso da dilatação linear que acontece em três dimensões, portanto tem dedução análoga à anterior, ou seja, há variação de comprimento, largura e altura.
AULA
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Podemos estabelecer que o coeficiente de dilatação volumétrica ou cúbica é dado por:
ϒ = 3 . α
AULA
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Assim:∆V = V0 . ϒ . ∆θ
Assim como para a dilatação superficial, esta equação pode ser utilizada para qualquer sólido, determinando seu volume conforme sua geometria.Sendo β = 2α e ϒ =3α, podemos estabelecer as seguintes relações:
β ϒα = =2 3
AULA
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L
∆L
L0
AULA
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∆SS
AULA
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AplicaçãoExemplo:Uma barra de 10 metros de alumínio a uma temperatura inicial de 20 ºC fica exposta ao sol, sendo sua temperatura elevada para 40 ºC. Sabendo que o coeficiente de dilatação do alumínio é αAl = 22.10-6 ºC-1, calcule a dilatação sofrida pela barra e o comprimento final da barra.
AULA
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Solução:A dilatação linear é dada pela equação:
∆L = Lo . α . ∆θDados do problema:L0 = 10 mα = 22 . 10-6 ºC-1
∆θ = θf – θi = 40 – 20 = 20 ºC
AULA
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Substituindo os dados na equação, temos que:∆L = 10 . 22 . 10-6 . 20∆L = 44 . 10-4 m = 4,4 . 10-3 m
O comprimento final é a soma do comprimento inicial mais a dilatação:Lf = L0 + ∆LLf = 10 + 0,0044Lf = 10,00044 m
AULA
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A temperatura aumentando
AULA
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1. Associe a segunda coluna de acordo com a primeira, conforme a imagem:
1. Dilatação volumétrica.
( ) Ocorre no comprimento do corpo, ou seja, ocorre em uma dimensão.
DINÂMICA LOCAL INTERATIVA
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2. Dilatação superficial.
3. Dilatação linear
( ) Ocorre na superfície do corpo, ou seja, ocorre em duas dimensões.
( ) Ocorre no volume do corpo, ou seja, ocorre em três dimensões.
DINÂMICA LOCAL INTERATIVA
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2. Uma barra de ferro homogênea é aquecida de 10 ºC até 60 ºC. Sabendo-se que a barra a 10 ºC tem um comprimento igual a 5 m e que o coeficiente da dilatação linear do ferro é igual 1,2 x 10-6 ºC-1, podemos afirmar que a variação de dilatação ocorrida e o comprimento final da barra foram é:
DINÂMICA LOCAL INTERATIVA
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Gabarito da DLI1) 1.2 e 32L0 = 5m∆θ = θf – θi = 60 – 10 = 50 ºCα = 1,2 x 10-6 ºC-1
Utilizamos a fórmula ∆L = L0 . α . ∆θ para encontrar a dilatação.Substituindo os dados, temos que:
PREVIEWINTERATIVIDADE
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PREVIEW
∆L = 5 . 1,2 x 10-6 . 50∆L = 300 . 10-6 m∆L = 3 . 10-4 m
O comprimento final é a soma do comprimento inicial mais a dilatação:Lf = L0 + ∆LLf = 5 + 0,0003Lf = 5,0003 m
INTERATIVIDADE
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TemperaturaTemperatura é o nível de agitação das moléculas de um corpo.
RESUMO DO DIA
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Temperatura
RESUMO DO DIA
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CalorCalor é energia térmica em trânsito (movimento), sempre fluindo, espontaneamente, do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura.
RESUMO DO DIA
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Calor
RESUMO DO DIA
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Equilíbrio térmicoAcontece quando, dois corpos com temperaturas diferentes, trocam calor entre si até que alcancem a mesma temperatura.
RESUMO DO DIA
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Equilíbrio térmico
RESUMO DO DIA
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Escalas termométricasEscala Celsius
RESUMO DO DIA
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Escalas termométricasEscala Fahrenheit
RESUMO DO DIA
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Escalas termométricasEscala Kelvin
RESUMO DO DIA
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RESUMO DO DIA
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Relação entre as escalas termométricas: • Celsius e Fahrenheit:
θF - 32 θC - 0 5(θF - 32)= θC =180 100 9
RESUMO DO DIA
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• Relação entre a escala Celsius e Kelvin TK = 273 + θC
Onde:θC = temperatura em Celsius TK = temperatura em Kelvin
RESUMO DO DIA
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• Dilatação Linear: é a dilatação que se caracteriza pela variação do comprimento do corpo. Essa variação pode ser calculada a partir da seguinte equação matemática: ∆L = α . L0 . ∆θ
L
∆L
L0
RESUMO DO DIA
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• Dilatação Superficial: é a dilatação que se caracteriza pela variação da área superficial do corpo. Essa variação na superfície do corpo pode ser calculada por meio da seguinte expressão: ∆S = β . S0 . ∆θ
○ β: é o coeficiente de dilatação térmica superficial, cuja unidade é a mesma do coeficiente de dilatação térmica linear e também depende da natureza do material que constitui o corpo;
RESUMO DO DIA
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∆SS
RESUMO DO DIA
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• Dilatação Volumétrica: é a dilatação que se caracteriza pela variação do volume do corpo. Essa variação pode ser calculada com a expressão:
ΔV = γ .V0 . Δθ, γ : 3α;
RESUMO DO DIA
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VT 09 - ALPHA
RESUMO DO DIA
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As três escalas termométricas mais utilizadas no mundo são: Celsius, Fahrenheit e Kelvin. Você sabe dizer quais dessas é adotada pelo Sistema Internacional de Unidades (SI)?
DESAFIO DO DIA
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Desafio do dia
DESAFIO DO DIA
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Em dias frios é possível perceber que os cabos de transmissão de energia elétrica ficam mais esticados que nos dias quentes, conforme o vídeo. Você saberia me dizer como é chamado esse fenômeno que iremos estudar hoje?
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