Dilatação de Cavidades

Observando um sólido que possui uma cavidade (um buraco ou uma parte oca), submetido a uma variação de temperatura, vemos que a cavidade do sólido se dilata como se dilataria um objeto do mesmo tamanho, feito do mesmo material do sólido, ou seja, a cavidade se dilata como se possuísse o mesmo coeficiente de dilatação do material de que se constitui o sólido .

Em outras palavras, se aquecermos esse sólido, a cavidade se dilata e, se resfriarmos, a cavidade se contrai. Em ambos os casos, as variações observadas para as dimensões da cavidade obedecem exatamente às leis de dilatação térmica dos sólidos.

Vamos tomar como exemplo uma chapa metálica com um furo, sendo submetida a um aquecimento de temperatura, observamos que:

Neste exemplo a chapa metálica inicialmente estava a uma temperatura To e a área de seu orifício era Ao , quando sofreu um aquecimento e sua temperatura passou a ser T a área de seu orifício passou a ser A, de tal forma que:

ΔA = A – Ao

ΔA = β . Ao . ΔT

onde β é o coeficiente de dilatação térmica superficial do material da chapa.

O mesmo raciocínio pode ser aplicado para a dilatação volumétrica de partes ocas de um sólido como, por exemplo, a parte interna de uma lata de alumínio, onde ao ser aquecida, sua capacidade interna aumenta. Calculando a variação temos que:

ΔV = γ . Vo . ΔT

onde γ é o coeficiente de dilatação volumétrica do alumínio.

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