(URCA/2020.1) O coeficiente de dilatação térmica da gasolina é alpha = 1,2 times 10^{-3} º C^{-3}. Esse coeficiente é muito maior que existe nos reservatórios dos postos de combustível. Qual é o melhor horário, mais econômico, para abastecer um carro?

A alternativa correta é letra D) Pela manhã cedo porque o reservatório e a gasolina passaram a noite e a madrugada perdendo calor e por isso o combustível diminuiu de tamanho e ficou mais denso. E assim entra mais massa de combustível no carro e o volume aumenta durante o dia.

A gasolina, como outros líquidos sofre uma expansão com o aumento da temperatura. Portanto uma mesma porção de gasolina (digamos 1 kg) possui maior volume quanto maior for a temperatura, ou seja, a densidade da gasolina diminui com o aumento da temperatura. Portanto com as temperaturas altas, ao abastecer, compra-se menos massa de gasolina por litro (menor densidade).

Como o que interessa na queima do combustível é a massa, o horário mais econômico para abastecer o carro é quando se compra mais massa de gasolina por litro (maior densidade), ou seja, em um horário que a gasolina esteja com menor volume isso quer dizer menor temperatura.

Com isso em mente, vamos julgar as alternativas:

a) Meio dia porque entra mais volume de combustível

Errada. Ao meio dia, o combustível no reservatório do posto passou o período da manhã sob aquecimento, isso faz com que a gasolina já tenha sofrido um pouco de expansão, porém o importante é adquirir o combustível com a maior densidade possível.

b) Final da tarde porque entra mais massa de combustível

Errada. No final da tarde o combustível passou todo o período do dia absorvendo calor do ambiente e sua temperatura aumentou, aumentando seu volume e diminuindo a densidade do combustível.

c) Meia noite porque o volume diminui e a densidade aumenta e por isso entra mais combustível

Errada. À meia noite o combustível já passou por um período de resfriamento, aumentando um pouco sua densidade, porém ainda não passou o período da madrugada onde as temperaturas mais amenas resfriará ainda mais o combustível e o reservatório do posto.

d) Pela manhã cedo porque o reservatório e a gasolina passaram a noite e a madrugada perdendo calor e por isso o combustível diminuiu de tamanho e ficou mais denso. E assim entra mais massa de combustível no carro e o volume aumenta durante o dia.
Correta. Durante a noite tanto o combustível quanto o tanque perderam calor e diminuíram sua temperatura. O combustível ficou mais denso e ao abastecer entrará mais massa de combustível por litro.

e) Qualquer horário, pois a dilatação do combustível não influencia no abastecimento.

Errada. A dilatação do combustível faz com que se compre uma menor massa de combustível quando a temperatura estiver mais elevada.