Duas barras de comprimentos iguais, sendo uma de cobre e a outra de alumínio, são coladas a 20 ºC, formando um único conjunto, conforme mostrado na Figura abaixo.
O conjunto é então aquecido até 120 ºC.
Sabendo-se que a 120 ºC a deformação térmica do alumínio é maior que a deformação térmica do cobre, a configuração final do conjunto a 120 ºC apresentará uma deformação axial
- A) igual à do cobre quando aquecido a 120 ºC.
- B) igual à do alumínio quando aquecido a 120 ºC.
- C) inferior à do cobre quando aquecido a 120 ºC.
- D) superior à do alumínio quando aquecido a 120 ºC.
- E) superior à do cobre quando aquecido a 120 ºC.
Resposta:
A alternativa correta é letra E) superior à do cobre quando aquecido a 120 ºC.
Gabarito: LETRA E.
Sabemos que, quando os materiais são aquecidos, ocorre um fenômeno físico chamado de dilatação térmica, no qual um material se expande ou contrai em resposta a variações na temperatura. Esse processo é causado pelo aumento da energia térmica das partículas, que leva a um aumento médio na distância entre elas. Essa variação de comprimento pode ser calculada usando o coeficiente de dilatação térmica do material, que descreve a taxa de variação dimensional em relação à variação na temperatura, através da seguinte equação:
Delta L = L_0 cdot alpha cdot Delta T
Onde L_0 é o comprimento inicial, alpha é o coeficiente de dilatação térmica e Delta T é a variação de temperatura.
O coeficiente de expansão térmica é uma medida da taxa na qual um material se expande ou contrai em resposta a uma mudança na temperatura, de forma que diferentes materiais têm coeficientes de expansão térmica diferentes.
No caso da questão, o alumínio tem um coeficiente de expansão térmica maior do que o cobre. Isso significa que, quando aquecidos à mesma temperatura, o alumínio se expandirá mais do que o cobre. Então, como as barras estão coladas juntas, a expansão térmica maior do alumínio fará com que a configuração final do conjunto seja uma deformação axial superior à do cobre quando aquecido a 120 ºC.
Portanto, a resposta correta é a alternativa (e).
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