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

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
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:
\Delta L=\alpha\,L_{0}\,\Delta T
Expliquei cada símbolo:
  • \Delta L é a variação do comprimento (quanto o comprimento aumentou), em metros (m) por exemplo.
  • \alpha é o coeficiente de dilatação linear do material (unidade: \text{°C}^{-1} ou \text{K}^{-1}); é uma constante que depende do material (metais têm \alpha da ordem de 10^{-6} a 10^{-5}).
  • L_{0} é o comprimento inicial (antes da variação de temperatura).
  • \Delta T 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 \alpha.

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:
    \Delta A \approx 2\alpha\,A_{0}\,\Delta Tonde A_{0} é a área inicial e o coeficiente efetivo é aproximadamente 2\alpha.
  • Dilatação volumétrica:
    • Refere-se ao aumento do volume de um corpo (sólido, líquido ou gás) com aquecimento.
    • Fórmula aproximada (para sólidos isotrópicos e líquidos):
    \Delta V \approx 3\alpha\,V_{0}\,\Delta Tonde V_{0} é o volume inicial; o coeficiente volumétrico é aproximadamente \beta\approx3\alpha para sólidos isotrópicos.
  • Dilatação anômala:
    • Expressa comportamento especial de alguns materiais em certos intervalos de temperatura (ex.: a água entre 0{,}0^\circC e 4{,}0^\circC, que diminui de volume quando aquecida nesse intervalo).
    • É um caso particular, não a regra geral para metais.

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 L_{0}=1{,}00\\ \text{m}, coeficiente \alpha=1{,}2\times10^{-5}\\ \text{°C}^{-1} (valor típico para alguns metais) e \Delta T=50{,}0\\ ^\circ\text{C}.
  • Aplicando a fórmula:
\Delta L=\alpha\,L_{0}\,\Delta T=(1{,}2\times10^{-5})\cdot(1{,}00)\cdot(50{,}0)=6{,}0\times10^{-4}\\ \text{m}.
  • Interpretação: a barra alonga 6{,}0\times10^{-4}\\ \text{m}=0{,}6\\ \text{mm}. 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 0{,}0^\circC e 4{,}0^\circC, 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

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