4. Dilatação Superficial

A dilatação superficial corresponde à variação da área de um corpo, em função da temperatura, portanto, uma variação em duas dimensões. Pela facilidade didática, analisaremos a variação da área de uma chapa metálica quadrada.

Seja A₀ a área na temperatura ₀. Após o aquecimento, a área passa para A e a temperatura .

  em que A é a variação de área.

Sendo A diretamente proporcional à área inicial

e diretamente proporcional à variação de temperatura temos:

em que é uma constante de proporcionalidade denominada de coeficiente de dilatação superficial.

A unidade usual é:

Da expressão matemática como  temos:

Para variações de temperatura não muito elevadas, o coeficiente de dilatação superficial é praticamente igual ao dobro do coeficiente de dilatação linear.

02. Um trilho de ferro com 20 m de comprimento a 10°C é aquecido até atingir 110°C, sofrendo um acréscimo de 2,2 cm em seu comprimento. Qual é o valor do coeficiente de dilatação linear do ferro?

03. Uma barra metálica tem, a 30°C, comprimento igual a 1m. Eleva-se então sua temperatura para 1030°C. Sendo o coeficiente de dilatação linear do metal da barra igual a 12 · 10^-6 °C^-1, determine a variação de comprimento sofrida pela barra.

04. Uma placa apresenta inicialmente uma área de 1,0 m² a 0°C. Ao ser aquecida até 50°C, sua área aumenta 1,0 cm². Determine o coeficiente de dilatação superficial do material que constitui a placa.

05. Em uma placa de cobre existe um furo circular que, a 20°C, apresenta área igual a 200 mm². Qual o acréscimo de área que o furo sofre quando se eleva a temperatura da chapa para 220°C?

Dado: coeficiente de dilatação superficial,