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 × 10–6), do chumbo (29 × 10–6), do alumínio (23 × 10–6), do latão (19 × 10–6) e do aço (11 × 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.
Resposta:
Resposta: E) os parafusos mais indicados são aqueles feitos de latão.
Para entender por que os parafusos feitos de latão são os mais indicados, para substituir os parafusos do forno, é necessário considerar como os materiais se comportam quando submetidos a mudanças de temperatura. Quando o forno é aquecido, os furos nos quais se encontram os parafusos aumentam seu diâmetro. Além disso, o diâmetro dos parafusos também aumenta. Portanto, é fundamental que os parafusos sejam feitos de um material que não se afrouxe nem force demais a estrutura do forno nos furos, à medida que o forno se aquece.
O coeficiente de dilatação é uma propriedade dos materiais que mede como eles se expandem quando aquecidos. Os coeficientes de dilatação médios, em °C⁻¹, do cobre, chumbo, alumínio, latão e aço são 17 × 10⁻⁶, 29 × 10⁻⁶, 23 × 10⁻⁶, 19 × 10⁻⁶ e 11 × 10⁻⁶, respectivamente. Analisando esses coeficientes, podemos ver que o latão tem um coeficiente de dilatação médio mais próximo ao do cobre, que é o material da estrutura do forno.
Isso significa que, quando o forno é aquecido, os parafusos feitos de latão se expandem de forma mais semelhante à estrutura do forno, o que minimiza a força exercida sobre os furos. Portanto, os parafusos feitos de latão são os mais indicados para substituir os parafusos do forno, pois são capazes de se adaptar às mudanças de temperatura sem comprometer a estrutura do forno.
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