Os átomos de qualquer sólido são unidos por um conjunto
de forças muito intensas, de origem eletromagnética. A qualquer
temperatura diferente do zero absoluto, esses átomos estão vibrando.
Em baixas temperaturas, porém, a amplitude de vibração
dos átomos é muito pequena, devido às forças mencionadas.
Vamos supor que se eleve a temperatura de um sólido, como
uma esfera de aço, por exemplo. Os átomos do aço começam
a vibrar com amplitude cada vez maior e, conseqüentemente, aumenta a distância
entre eles.
Esse simples fato faz com que as dimensões do sólido
se alterem e o corpo aumente de tamanho.
Quando um corpo amplia suas dimensões devido ao aumento
de sua temperatura, dizemos que ele sofreu uma dilatação
térmica.
Por outro lado, um corpo que tiver sua temperatura diminuída
apresentará uma diminuição da distância entre os
seus átomos: a esse fenômeno chamamos contração
térmica.
Exemplo de dilatação:
Aquecimento de um corpo (foto 1, a esfera passa pelo anel;
na foto 2, aquecemos a esfera; e na foto 3 a esfera aquecida dilatou e não
passa pelo anel).
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Didaticamente dividimos a dilatação ou contração
em três partes:
a) Linear ou unidimensional: quando levamos em conta apenas
a variação do comprimento de um objeto.
b) Superficial ou bidimensional: quando levamos em conta
a variação da área (superfície) de um objeto.
c) Volumétrica ou tridimensional: quando levamos em
conta a variação do volume de um corpo.
Exemplos interessantes
a) Deve-se deixar um espaço livre entre dois trilhos sucessivos de uma
ferrovia (fig. 1) para permitir livre dilatação ou contração
quando a temperatura variar, caso contrário ocorrerá uma deformação
dos trilhos (fig. 2).
 Fig. 1 |
 Fig. 2 |
b) Para que a dilatação de uma ponte se faça
livremente, ela é apoiada sobre rolos (fig. 3) ou emprega-se as chamadas
juntas (fendas) de dilatação (fig. 4 e 5)
 Fig. 3 |
 Fig. 4 |
 Fig. 5 |