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O coeficiente de dilatação linear ( alpha) é uma constante característica do material. Na tabela a seguir mostra-se o valor de alpha de duas substâncias.

 

 

Considere duas barras separadas, sendo uma de aço e outra de alumínio, ambas medindo 0,5 m a 0 ºC. Aquecendo as barras ao mesmo tempo, até que temperatura, em ºC, essas devem ser submetidas para que a diferença de comprimento entre elas seja exatamente de 6.10
-3 cm?

Resposta:

A resposta correta é a letra B) 10.

Para encontrar a resposta, precisamos calcular a temperatura em que as barras devem ser submetidas para que a diferença de comprimento entre elas seja exatamente de 6,10-3 cm.

Primeiramente, vamos definir as variáveis:

αaço = 12 × 10-6 °C-1 (coeficiente de dilatação linear do aço)

αalumínio = 24 × 10-6 °C-1 (coeficiente de dilatação linear do alumínio)

L0 = 0,5 m (comprimento inicial das barras)

ΔL = 6,10 × 10-3 cm = 6,10 × 10-5 m (diferença de comprimento entre as barras)

Para calcular a temperatura, vamos usar a fórmula de dilatação linear:

ΔL = α × L0 × ΔT

onde ΔT é a variação de temperatura.

Para a barra de aço:

ΔL = αaço × L0 × ΔT

Para a barra de alumínio:

ΔL = αalumínio × L0 × ΔT

Como a diferença de comprimento entre as barras é 6,10 × 10-5 m, podemos igualar as duas expressões:

αaço × L0 × ΔT - αalumínio × L0 × ΔT = 6,10 × 10-5 m

Simplificando a equação:

aço - αalumínio) × L0 × ΔT = 6,10 × 10-5 m

Substituindo os valores:

(12 × 10-6 - 24 × 10-6) × 0,5 × ΔT = 6,10 × 10-5 m

ΔT = 10 °C

Portanto, a temperatura em que as barras devem ser submetidas é de 10 °C acima da temperatura inicial de 0 °C, ou seja, 10 °C.

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