Uma placa de aço e uma placa de alumínio são unidas de modo a formar uma placa bimetálica de comprimento L e lado a (L>>a).
Em geral, placas bimetálicas podem ser utilizadas como termostatos (sensores em dispositivos para controlar a temperatura), fazendo ou desfazendo algum contato elétrico a uma temperatura definida devido à curvatura formada no material com a mudança de temperatura.
A curvatura neste tipo de material pode ser atribuída ao fato de que:
- A) os materiais que constituem a placa bimetálica possuem coeficientes de expansão térmica muito distintos.
- B) o calor latente do material faz com que a placa bimetálica se curve, quando submetida a algum processo termodinâmico.
- C) o aquecimento do material faz com que a temperatura varie de modo anisotrópico na junção, causando a curvatura.
- D) a agitação molecular devido ao aumento de temperatura é o principal motivo para a deformação da barra, curvando-a para o lado do alumínio.
- E) o arranjo cristalográfico de cada material varia com a mudança de temperatura.
Resposta:
A resposta correta é a letra A) os materiais que constituem a placa bimetálica possuem coeficientes de expansão térmica muito distintos.
Isso ocorre porque, a expansão térmica é uma propriedade característica de cada material, e quando você combina dois materiais com coeficientes de expansão térmica diferentes, como o aço e o alumínio, em uma placa bimetálica, a diferença entre esses coeficientes faz com que a placa curve quando submetida a mudanças de temperatura.
Quando a temperatura aumenta, o material com coeficiente de expansão térmica mais alto (no caso, o alumínio) se expande mais do que o outro material (o aço), causando a curvatura da placa. E vice-versa, quando a temperatura diminui, o material com coeficiente de expansão térmica mais baixo se contrai mais do que o outro, também causando a curvatura da placa.
Essa propriedade é justamente a razão pela qual as placas bimetálicas são usadas como termostatos, pois elas podem ser projetadas para fazer ou desfazer contatos elétricos a uma temperatura específica, controlando assim a temperatura em dispositivos.
Portanto, a alternativa A é a correta, pois a diferença nos coeficientes de expansão térmica dos materiais que constituem a placa bimetálica é o principal motivo para a curvatura da placa quando submetida a mudanças de temperatura.
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