Dilatação volumétrica dos sólidos

Sabemos que vários materiais se dilatam quando são aquecidos e se contraem quando são resfriados. A parte da Física que estuda esse comportamento dos corpos chama-se Termologia. No estudo da Termologia, vimos que quando aquecemos certo material há aumento da agitação térmica de suas moléculas. Esse aumento ocasiona também um aumento na distância entre elas, dessa forma, ao se distanciarem, dá-se a dilatação do corpo.

Vimos também que a dilatação pode ocorrer de três maneiras: dilatação linear, superficial e volumétrica. O presente artigo tem por finalidade estudar a dilatação volumétrica dos objetos sólidos. A característica principal da dilatação volumétrica dos sólidos é que ela ocorre em todas as dimensões, ou seja, há variação de comprimento, largura e altura. Veja a ilustração acima, em que, ao ser aquecida, uma barra metálica tem suas dimensões aumentadas.

Por meio de um raciocínio semelhante ao que se faz na dilatação superficial, podemos mostrar que a dilatação volumétrica ΔV = V – V₀ de um corpo, quando sua temperatura é aumentada ΔT = T – T₀, é dada por:

ΔV= γ .V₀  .ΔT

Ou de modo equivalente V= V₀ (1+ γ.ΔT), em que V0 é o volume na temperatura T₀, V é o volume na temperatura T e γ é o coeficiente de dilatação volumétrica, tal que:

γ=3α

Lembrando que α é o coeficiente de dilatação linear.

No SI as unidades são m³ para volume, K^-1 para o coeficiente de dilatação volumétrica e K para a temperatura.

Por Domiciano Marques
Graduado em Física