Explique o fenômeno de dilatação térmica que os materiais no estado sólido possuemao serem aquecidos.
Passo 1
Beleza, a pergunta aqui quer que a gente explique o que é dilatação térmica nos materiais sólidos quando eles são aquecidos. Vamos falar sobre como o aquecimento faz os sólidos mudarem de tamanho e quais conceitos da física precisamos entender pra explicar isso.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é dilatação térmica. Dilatação térmica é o aumento de tamanho de um material quando ele é aquecido. Isso acontece porque, quando aumentamos a temperatura do material, as partículas que formam ele começam a vibrar mais intensamente.
Passo 3
Nos sólidos, as partículas (como átomos ou moléculas) estão organizadas em uma estrutura fixa, mas sempre estão vibrando ao redor de suas posições. Quando a temperatura sobe, a energia dessas vibrações aumenta, fazendo com que as partículas se afastem um pouquinho mais umas das outras.
Passo 4
Esse aumento na distância entre as partículas faz com que o material como um todo expanda, ou seja, aumente de tamanho. A quantidade de expansão depende de três coisas: a variação da temperatura, a propriedade do material chamada coeficiente de dilatação linear (
) e o comprimento original do material (
).
A fórmula básica para dilatação linear é:
Onde:
-
é a variação do comprimento, -
é o coeficiente de dilatação linear, -
é o comprimento inicial, -
é a variação de temperatura.
Passo 5
Então, resumindo, quando um material sólido é aquecido, suas partículas vibram mais e acabam se afastando um pouco mais, fazendo o material expandir. A quantidade dessa expansão pode ser calculada usando a fórmula da dilatação térmica, que leva em conta a temperatura, o comprimento original e as propriedades do material.
Resposta
A dilatação térmica em sólidos ocorre porque o aquecimento aumenta a energia das partículas, fazendo-as vibrar mais intensamente e se afastarem umas das outras, o que resulta na expansão do material. Essa expansão pode ser quantificada pela fórmula
.