Estudo da Temperatura, Dilatação e Coeficiente de Dilatação

Na física, o estudo da temperatura é denominado termologia. Temperatura é um fenômeno que acontece quando as partículas vibram com uma intensidade tal que aquece o corpo. Quanto mais agitadas, mais quente e, consequentemente, maior temperatura. Calor, por sua vez, trata-se sobre a transferência da energia térmica entre um corpo quente para um mais frio que ele.

A termologia também estuda os três estados físicos, sólido, líquido e gasoso, sendo o primeiro com menos agitação de partículas e o terceiro maior agitação. Para medir a temperatura, podem ser usadas três escalas termométricas: Celsius, Fahrenheit e Kelvin.

Dilatação

Quando um corpo aumenta seu volume como consequência do aumento de temperatura, chamamos esse fenômeno de dilatação térmica. Isso acontece porque essa elevação agita as moléculas e pode aumentar a distância entre elas. A dilatação é mais comum e visível em gases, mas pode acontecer em líquidos e, em menor escala, nos sólidos.

Os termômetros usam da dilatação do mercúrio para medir a temperatura de um corpo, já que o mercúrio possui dilatação regular. Ao colocá-lo em contato com o que deseja medir, a variação de temperatura altera o volume do mercúrio, movimentando-o na escala do termômetro.

Coeficiente de Dilatação

O cálculo da variação de tamanho causada pela dilatação é resultado da multiplicação de três fatores: a variação de temperatura, o comprimento inicial e o coeficiente de dilatação linear do objeto. A fórmula para aumento de área (em caso de superfície com aumento em 2 dimensões) ou de volume (para líquidos e gases) segue o mesmo padrão.

O coeficiente de dilatação varia conforme o material, já que cada substância química possui uma temperatura diferente para tal. Se um objeto é feito por mais de um material, a dilatação é irregular, e o cálculo deve ser feito para os dois elementos separadamente. O exemplo mais comum e simples de dilatação linear é com trilhos de trem. As barras de ferro ficam expostas a altas temperaturas que levam a dilatação com o passar do tempo. Realizar cálculos permite prever de quanto será esta dilatação para que não afete o funcionamento dos trens.