Dilatação térmica
A dilatação térmica se calcula com o coeficiente de dilatação, o comprimento e a diferença de temperatura: uma barra de aço de 10 m aquecida de 20 a 80 °C aumenta 7,2 mm.
Fonte: Wikipedia – Wärmeausdehnung (coeficiente de dilatação linear e volumétrica). Atualizado em: .
Como o cálculo é feito
Os sólidos se dilatam quando aquecidos: a variação de comprimento é ΔL = α · L₀ · ΔT, com o coeficiente de dilatação linear α, o comprimento inicial L₀ e a variação de temperatura ΔT. No resfriamento, ΔT é negativo e o corpo encurta.
Comprimento, área e volume
O comprimento cresce em proporção a α, a área aproximadamente com 2α e o volume com γ ≈ 3α. Uma barra de aço de 10 m (α = 12 · 10⁻⁶ / K) aquecida 60 K aumenta 12 · 10⁻⁶ · 10 · 60 = 0,0072 m, ou seja, 7,2 mm. O alumínio, com 23,1, dilata quase o dobro do aço, e plásticos como o PEAD de 15 a 20 vezes mais.
Onde isso importa
Tubulações, trilhos, pontes, fachadas, cercas e pisos aquecidos precisam de juntas ou liras de dilatação; sem elas surgem tensões e rachaduras. Em ajustes mecânicos, a dilatação térmica decide se um ajuste por contração se mantém.
- A tabela mostra a dilatação por metro para 10, 20, 50 e 100 K.
- Escolha “Valor próprio” se o seu material não estiver na lista.
- Líquidos e gases têm outros coeficientes, muito dependentes da temperatura.
Perguntas frequentes
Como calcular a dilatação térmica?
ΔL = α · L₀ · ΔT. Para 10 m de aço (α = 12 · 10⁻⁶ / K) e 60 K, resultam 7,2 mm.
Quanto um tubo de plástico dilata?
O PVC-U dilata cerca de 0,08 mm por metro e kelvin, o PEAD cerca de 0,2 mm. Um tubo de PEAD de 10 m aumenta 80 mm com 40 K.
Qual a diferença entre α e γ?
α descreve a variação do comprimento e γ a do volume. Em sólidos homogêneos, γ ≈ 3α.
Fontes e base legal
- Wikipedia – Wärmeausdehnung (coeficiente de dilatação linear e volumétrica)
- Wikipedia – Thermal expansion
- Wikipedia – Längenausdehnungskoeffizient (tabela de materiais)
- CRC Handbook of Chemistry and Physics – Thermal expansion of metals and alloys
Última atualização: · Princípios editoriais
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