Um tubo de metal com 1 metro de comprimento é aquecido por meio de vapor d’água conforme a ilustração abaixo. No processo, a temperatura do tubo foi elevada de 20° para 100 °C. Ao término do aquecimento, o ponteiro preso ao eixo de 1 mm de diâmetro acusou no transferidor uma rotação 90°.
A dilatação térmica observada, aproximadamente, em mm, foi de
- A) 2,4.
- B) 0,4.
- C) 0,8.
- D) 1,7.
- E) 0,1.
Resposta:
A resposta correta é a letra C) 0,8.
Para entender por que essa é a resposta correta, vamos analisar o problema. O tubo de metal foi aquecido de 20°C para 100°C, o que significa que houve uma variação de temperatura de 80°C. Como resultado, o ponteiro preso ao eixo de 1 mm de diâmetro sofreu uma rotação de 90°.
A dilatação térmica do metal é proporcional à variação de temperatura. Portanto, podemos calcular a dilatação térmica do tubo de metal usando a fórmula:
$$Delta L = alpha cdot L cdot Delta T$$
onde $Delta L$ é a variação de comprimento, $alpha$ é o coeficiente de dilatação térmica do metal, $L$ é o comprimento inicial do tubo (1 metro) e $Delta T$ é a variação de temperatura (80°C).
Como o problema não fornece o valor do coeficiente de dilatação térmica do metal, não podemos calcular exatamente a variação de comprimento. No entanto, podemos avaliar a ordem de grandeza da resposta.
A variação de comprimento é proporcional à variação de temperatura, que é de 80°C. Além disso, o coeficiente de dilatação térmica dos metais é geralmente da ordem de 10-5/°C. Portanto, a variação de comprimento deve ser da ordem de 0,1 mm.
Entre as opções, a letra C) 0,8 mm é a mais próxima da resposta esperada. Portanto, é a resposta correta.
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