Início » 2º ano do Ensino Médio » Física » Dilatação Térmica » Um fabricante, precisando substituir os parafusos de um forno, deparou-se com um problema. A estrutura do forno é feita de cobre e os parafusos disponíveis são de um outro metal. Sabendo que ao aquecer o forno, os furos nos quais se encontram os parafusos aumentam seu diâmetro, e ainda que o diâmetro dos parafusos também aumenta, o fabricante optou por parafusos feitos de materiais que não afrouxem nem forcem demais a estrutura do forno nos furos, conforme o forno vai se aquecendo. Conhecendo os coeficientes de dilatação médios, em °C–1, do cobre (17 x 10–6), do chumbo (29 x 10–6), do alumínio (23 x 10–6), do latão (19 x 10–6) e do aço (11 x 10–6), e desconsiderando a influência de outros efeitos sobre a decisão final, pode-se afirmar que

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Um fabricante, precisando substituir os parafusos de um forno, deparou-se com um problema. A estrutura do forno é feita de cobre e os parafusos disponíveis são de um outro metal. Sabendo que ao aquecer o forno, os furos nos quais se encontram os parafusos aumentam seu diâmetro, e ainda que o diâmetro dos parafusos também aumenta, o fabricante optou por parafusos feitos de materiais que não afrouxem nem forcem demais a estrutura do forno nos furos, conforme o forno vai se aquecendo. Conhecendo os coeficientes de dilatação médios, em °C–1, do cobre (17 x 10–6), do chumbo (29 x 10–6), do alumínio (23 x 10–6), do latão (19 x 10–6) e do aço (11 x 10–6), e desconsiderando a influência de outros efeitos sobre a decisão final, pode-se afirmar que

A) os parafusos feitos de quaisquer desses materiais são igualmente eficientes para o propósito do fabricante.
B) os melhores parafusos substitutivos são aqueles feitos de aço.
C) são igualmente válidos apenas os parafusos de chumbo e de alumínio.
D) pode-se utilizar tanto os parafusos de chumbo quanto os de aço.
E) os parafusos mais indicados são aqueles feitos de latão.

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Resposta:

A alternativa correta é letra E

Sabe-se que a dilatação volumétrica de um material é diretamente proporcional ao seu coeficiente de dilatação médio, segundo a relação apresentada a seguir:

V = V_{0} \cdot γ \cdot Δ θ

na qual V e V₀ são os volumes final e inicial do material, respectivamente, γ é o coeficiente de dilatação volumétrica e Δθ é a variação de temperatura. No caso do forno de cobre apresentado no enunciado, o coeficiente de dilatação médio tem valor 17 x 10^-6 ºC^-1. Para que os parafusos sejam feitos de materiais que não afrouxem nem forcem a estrutura dos fornos nos furos, deve-se escolher um material que não dilate muito menos nem muito mais que o cobre, e portanto, tenha um coeficiente de dilatação médio próximo. Dentre as opções apresentadas pelo enunciado, portanto, deve-se escolher parafusos feitos de latão, pois é o material de coeficiente mais próximo ao do cobre (19 x 10^-6 ºC^-1), o que leva à resposta de alternativa E.

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Resposta:

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