A figura acima ilustra duas barras de mesmo comprimento, coladas uma na outra. A barra superior é feita de cobre, enquanto a inferior é de chumbo.
Dados:
coeficiente de dilatação linear do cobre: alpha_{cu} = 1,6 times 10^{−5} °C^{−1}
coeficiente de dilatação linear do chumbo: alpha_{Pb} = 2,9 times 10^{−5} °C^{−1}
Fornecendo-se calor para o sistema e levando-se em conta que as duas barras permanecem unidas, ao final do processo, as duas barras devem
- A) se curvar para cima, devido à dilatação do chumbo ser maior do que a do cobre.
- B) se curvar para cima, devido à dilatação do chumbo ser menor do que a do cobre.
- C) se curvar para baixo, devido à dilatação do chumbo ser menor do que a do cobre.
- D) se curvar para baixo, devido à dilatação do chumbo ser maior do que a do cobre.
- E) permanecer retilíneas, devido à dilatação do chumbo ser igual à do cobre.
Resposta:
Para responder à questão, é necessário entender o conceito de dilatação térmica. Quando um material é aquecido, suas partículas ganham energia e se movem mais rapidamente, ocupando mais espaço. Isso faz com que o material se dilate.
No caso das duas barras, uma feita de cobre e outra de chumbo, ambas têm coeficientes de dilatação linear diferentes. O coeficiente de dilatação linear do cobre é de 1,6 × 10-5 °C-1, enquanto o coeficiente de dilatação linear do chumbo é de 2,9 × 10-5 °C-1.
Quando o sistema é aquecido, ambas as barras se dilatam. No entanto, como o coeficiente de dilatação linear do chumbo é maior do que o do cobre, a barra de chumbo se dilata mais que a barra de cobre.
Como as duas barras estão coladas uma na outra, a barra de chumbo, que se dilata mais, "puxa" a barra de cobre para cima. Isso faz com que as duas barras se curvem para cima.
Portanto, a resposta correta é a letra A) se curvar para cima, devido à dilatação do chumbo ser maior do que a do cobre.
É importante notar que a dilatação térmica é um processo reversível, ou seja, quando o sistema é resfriado, as barras voltam ao seu estado original.
Além disso, é fundamental lembrar que a dilatação térmica é um fenômeno que ocorre em todos os materiais, mas os coeficientes de dilatação linear variam de material para material.
Deixe um comentário