Para testar experimentalmente os conhecimentos adquiridos nas aulas de Física, Joãozinho decidiu construir uma lâmina bimetálica. Para isso, ele precisará utilizar duas tiras de dois metais, A e B, com mesmo comprimento inicial à temperatura ambiente e ligar a lâmina, utilizando um fio condutor, a uma pilha de 1,5 volts.
(Desenho ilustrativo e fora de escala)
A tabela mostra quatro materiais de que Joãozinho dispõe para montar o experimento desejado.
Material
Coeficiente de dilatação (10-6 ºC-1)
Dentre os pares de metais apresentados a seguir, assinale aquele que deverá ser utilizado para que a lâmina se afaste do contato devido ao aquecimento provocado pelo curto-circuito e desarme o circuito elétrico com a MENOR variação de temperatura.
- A) Metal A: aço e metal B: níquel.
- B) Metal A: cobre e metal B: alumínio.
- C) Metal A: alumínio e metal B: aço.
- D) Metal A: cobre e metal B: níquel.
Resposta:
A alternativa correta é letra B) Metal A: cobre e metal B: alumínio.
O experimento consiste em construir um dispositivo elétrico que abra o circuito, interrompendo a circulação de corrente elétrica, baseado no fenômeno de dilatação das lâminas metálicas superpostas (as quais também serão percorridas pela corrente elétrica).
Com a circulação de corrente pelas lâminas, haverá aquecimento pelo efeito Joule, o que fará com que elas enverguem, abrindo o contato elétrico do circuito. Esse envergamento se dará pela diferença de dilatação entre as lâminas, o que será função da diferença entre os coeficientes de dilatação dos materiais metálicos.
Quanto maior for essa diferença entre os coeficientes de dilatação, maior rápido e com menor variação de temperatura ocorrerá a abertura do circuito.
Ao analisarmos as alternativas, observamos que o COBRE e o ALUMÍNIO são os materiais com a maior diferença entre seus coeficientes de dilatação.
Gabarito: B
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