Dilatação Superficial e Comportamento dos Gases

Conceitos de Dilatação Superficial

A dilatação superficial segue o mesmo conceito da expansão linear, exceto que se aplica a corpos que podem ser considerados regiões planas, como uma placa de metal. Ao fornecer certa quantidade de calor à área da superfície de um objeto, ela sofrerá um aumento.

Exemplo Prático

Considere uma placa de metal com área inicial S₀ e temperatura inicial θ₀. Se aquecida até a temperatura final θ, sua área terá um valor final igual a S.

• 1ª Lei: Todos os gases permanentes, independentemente de sua densidade ou da quantidade de umidade que contenham, dilatam-se na mesma proporção para variações iguais de calor.
• 2ª Lei: Os gases permanentes, quando aquecidos do zero ao ponto de ebulição, aumentam seu volume em 1/213,33 do seu volume inicial para termômetros de 80 divisões, ou 1/266,66 para termômetros de 100 graus.
• Os gases são muito mais expansíveis do que os sólidos e líquidos. Se a temperatura do gás aumenta, o movimento das moléculas também aumenta; se o gás estiver contido em um recipiente, o choque contínuo destas moléculas com as paredes causa um aumento de pressão. Portanto, devemos levar em conta a temperatura, a pressão e o volume. Podemos considerar três casos fundamentais:
• Dilatação a pressão constante: A pressão permanece constante e o aumento da temperatura provoca um aumento no volume. É considerada uma expansão cúbica, pois aumenta o volume total. O coeficiente de expansão de um gás a pressão constante representa o aumento da unidade de volume quando a temperatura sobe um grau Celsius: . Para encontrar o volume de um gás, basta multiplicar o volume a 0 graus pelo binômio de expansão.
• Expansão a volume constante: O volume permanece constante e a pressão aumenta. O coeficiente de expansão de gás a volume constante é o aumento de pressão sofrido pela unidade de volume ao aumentar sua temperatura em um grau Celsius. A fórmula é:
• Variação de pressão e volume: Aqui se aplica a Lei de Boyle, que afirma que, se a temperatura de um gás permanece constante, o volume que ele ocupa é inversamente proporcional à pressão que age sobre ele (veja gases perfeitos).