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Flashcard FC284116

Por que um material com maior coeficiente de dilatação térmica é mais suscetível ao choque térmico?

Termologia

IDECAN · 2017

De acordo com o assunto Física: Termologia, responda:

Por que um material com maior coeficiente de dilatação térmica é mais suscetível ao choque térmico?
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Resposta



Porque um maior coeficiente faz com que, para a mesma variação de temperatura, as dimensões mudem mais, gerando tensões internas maiores ( \( \sigma\approx E\alpha\Delta T \) ).

Explicação:
A dilatação linear é dada por \( \Delta L=\alpha L\Delta T \).
Quando partes diferentes do material passam por variações de temperatura distintas surgem tensões internas; em ordem de grandeza: \( \sigma\approx E\alpha\Delta T \).
Logo, para mesma ΔT, maior α → maior σ → maior chance de trinca ou ruptura.

Exemplo:
Um para-brisa aquecido pelo sol e imediatamente borrifado com água fria: a superfície que esfria rápido contrai menos uniformemente, gerando tensão.
Estimativa numérica: suponha \(E=70\ \text{GPa}\), \(\alpha=9\times10^{-6}\ \text{K}^{-1}\), \(\Delta T=40\ \text{K}\).
Então \( \sigma\approx 70\times10^{9}\cdot9\times10^{-6}\cdot40 \approx 25{,}2\ \text{MPa} \), valor que pode superar a resistência do vidro e causar fissura.





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