Observe a situação: uma barra metálica é aquecida e aumenta seu comprimento.
Marque o nome desse fenômeno:
a) Dilatação superficial
b) Dilatação linear
c) Dilatação volumétrica
d) Dilatação anômala
a) Dilatação superficial
b) Dilatação linear
c) Dilatação volumétrica
d) Dilatação anômala
Passo 1
O enunciado diz que uma barra metálica é aquecida e aumenta seu comprimento. A tarefa é marcar o nome do fenômeno entre as opções:
a) Dilatação superficial
b) Dilatação linear
c) Dilatação volumétrica
d) Dilatação anômala
a) Dilatação superficial
b) Dilatação linear
c) Dilatação volumétrica
d) Dilatação anômala
Informações relevantes dadas pelo enunciado:
- Objeto: uma barra metálica (um corpo alongado).
- Ação: aquecimento.
- Efeito observado: aumenta o comprimento (isto é, a dimensão linear da barra cresce).
- Pergunta: qual é o nome do fenômeno físico que descreve esse aumento de comprimento?
Passo 2
O que é a dilatação linear (explicação didática passo a passo).
- Definição simples: dilatação linear é o aumento do comprimento de um corpo quando sua temperatura aumenta.
- Fórmula usada em provas e cálculos:
Expliquei cada símbolo:
-
é a variação do comprimento (quanto o comprimento aumentou), em metros (m) por exemplo. -
é o coeficiente de dilatação linear do material (unidade: ou ); é uma constante que depende do material (metais têm da ordem de a ). -
é o comprimento inicial (antes da variação de temperatura). -
é a variação de temperatura (temperatura final menos inicial), em graus Celsius ou Kelvin.
Por que essa fórmula faz sentido na prova: para pequenas variações de temperatura, a mudança de comprimento é proporcional ao comprimento inicial e à variação de temperatura; o fator de proporcionalidade é
.
Passo 3
O que são as outras opções (para distinguir bem; explicação didática e simples).
- Dilatação superficial:
- Refere-se ao aumento de uma área (por exemplo, de uma placa) quando aquecida.
- Fórmula aproximada para áreas planas isotrópicas:
onde é a área inicial e o coeficiente efetivo é aproximadamente . - Dilatação volumétrica:
- Refere-se ao aumento do volume de um corpo (sólido, líquido ou gás) com aquecimento.
- Fórmula aproximada (para sólidos isotrópicos e líquidos):
onde é o volume inicial; o coeficiente volumétrico é aproximadamente para sólidos isotrópicos. - Dilatação anômala:
- Expressa comportamento especial de alguns materiais em certos intervalos de temperatura (ex.: a água entre
C e C, que diminui de volume quando aquecida nesse intervalo). - É um caso particular, não a regra geral para metais.
- Expressa comportamento especial de alguns materiais em certos intervalos de temperatura (ex.: a água entre
Passo 4
Aplicando ao enunciado: por que a resposta é dilatação linear.
- O enunciado apenas menciona que a barra aumenta o comprimento — não fala em aumento de área nem de volume nem em comportamento anômalo.
- Quando só uma dimensão (o comprimento) muda de forma relevante e o corpo é uma barra metálica (um sólido alongado), o fenômeno descrito tem o nome específico de dilatação linear.
- Portanto, a opção que descreve corretamente “aumento do comprimento de um sólido ao ser aquecido” é a opção (b).
Passo 5
Exemplo numérico simples para fixar o conceito (para ajudar na prova).
- Suponha uma barra com
, coeficiente (valor típico para alguns metais) e . - Aplicando a fórmula:
- Interpretação: a barra alonga
. Isso mostra como a dilatação linear é prática e pequena, mas mensurável — típico em questões de prova.
Passo 6
Resumo final e dica de prova (amigável e motivador).
- Regra rápida para escolher em prova: se o enunciado fala que “aumentou o comprimento” ou “a barra alongou”, marque dilatação linear. Se falar em “aumentou a área”, escolha superficial; se falar em “aumentou o volume”, escolha volumétrica; se mencionar comportamento estranho como o da água entre
C e C, considere anômala. - Força aí — você já sabe identificar o termo certo e até como calcular a variação se pedirem. Dá para encarar a prova com mais calma!
Resposta
b) Dilatação linear