Você já observou a atividade de aquecer ou ferver água em uma panela a uma determinada temperatura, que acabará transbordando? Este é um dos eventos de expansão em líquidos. Essa expansão que ocorre em um líquido é conhecida como expansão de volume, pois quanto maior o aumento da temperatura, maior o aumento no volume do líquido.
A própria definição de expansão é um aumento no tamanho de um objeto devido a um aumento na temperatura da substância. O tamanho, a expansão da substância depende do tamanho do primeiro objeto, do aumento da temperatura e também do tipo de substância.
Em líquidos, a expansão que ocorre é relativamente fácil de observar quando comparada a sólidos e pode ser medida com um dilatômetro. Além disso, a expansão do líquido para cada tipo de líquido é diferente, por isso, embora a princípio o volume do líquido seja o mesmo, mas depois de aquecido o volume é diferente.
A expansão desse líquido é utilizada na utilização de um termômetro de líquido, geralmente o líquido utilizado é mercúrio ou álcool. A natureza do líquido que sobe ou desce no tubo capilar, como resultado da expansão do líquido, é usada para medir a temperatura.
(Leia também: Conheça duas maneiras de transferir energia, calor e trabalho)
A superfície do líquido sobe ao longo do tubo capilar e para em uma determinada posição de acordo com a temperatura do objeto. A temperatura medida é expressa por uma escala que coincide com a superfície do líquido no tubo capilar. A quantidade de expansão em um líquido pode ser determinada usando a seguinte equação:
ΔV = V 0 yΔT = V 0 3αΔT = 3V 0 αΔT
Em formação :
ΔV é a mudança no volume de um objeto (m3)
V 0 é o volume inicial do objeto (m3)
y é o coeficiente de expansão de volume (/ 0C)
ΔT é a mudança de temperatura (0C)
Anomalia da água
Quase todas as substâncias, quando aquecidas ou quando a temperatura é elevada, se expandem, ao passo que, quando a temperatura é reduzida, haverá encolhimento. Porém, nem sempre a água acontece assim, porque quando a água é aquecida de uma temperatura de 00C a 40C ela encolhe, o volume de água não aumenta. Da mesma forma, quando a temperatura é reduzida de 40C para 00C, a água não encolhe, mas há expansão. Esse evento pode ser chamado de anomalia ou desordem da água.
A anomalia da água pode ser definida como a exceção que um líquido pode experimentar quando é resfriado ou aquecido. Este fenômeno de anomalia da água explica porque no inverno, apenas a água na superfície do lago se torna gelo, enquanto no fundo os peixes ainda estão nadando.
