Questão 5
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
É muito comum acontecer de, quando copos iguais são empilhados, colocando-se um dentro do outro, dois deles ficarem emperrados, tornando-se difícil separá-los. Considerando o efeito da dilatação térmica, pode-se afirmar que é possível retirar um copo de dentro do outro se:
Escolha uma:
a. os copos emperrados forem mergulhados em água bem fria
b. os copos emperrados forem mergulhados em água bem quente
c. no copo interno for despejada água fria e o copo externo for mergulhado em água bem quente
d. no copo interno for despejada água quente e o copo externo for mergulhado em água bem fria
Sua resposta está correta.
A resposta correta é: no copo interno for despejada água fria e o copo externo for mergulhado em água bem quente.
a. os copos emperrados forem mergulhados em água bem fria
b. os copos emperrados forem mergulhados em água bem quente
c. no copo interno for despejada água fria e o copo externo for mergulhado em água bem quente
d. no copo interno for despejada água quente e o copo externo for mergulhado em água bem fria
A resposta correta é: no copo interno for despejada água fria e o copo externo for mergulhado em água bem quente.
Passo 1
O enunciado descreve dois copos idênticos empilhados de modo que o diâmetro externo do copo interno coincide com o diâmetro interno do copo externo, ficando “emperrados”. A matéria envolvida é dilatação térmica de sólidos: precisamos usar o conceito de dilatação linear para ver como mudar esses diâmetros e criar folga.
Passo 2
Para um corpo homogêneo de comprimento característico
(aqui, o diâmetro do copo) à temperatura inicial
, ao se alterar a temperatura em
, o novo comprimento
é dado por
onde
é o coeficiente de dilatação linear do material. Se
(aquecimento), o comprimento aumenta; se
(resfriamento), o comprimento diminui.
Passo 3
Denotemos por
e
os diâmetros inicial do copo interno e do copo externo (iguais entre si). Ao aplicar temperaturas diferentes:
— No copo interno, se a temperatura varia , o diâmetro passa a
— No copo interno, se a temperatura varia
— No copo externo, com variação
, o diâmetro interno que importa fica
Para desemperrar, queremos
.
Passo 4
Analisando as opções:
a) Ambos mergulhados em água fria ,
→ ambos contraem, sem folga.
b) Ambos em água quente ,
→ ambos expandem, sem folga.
d) Colocar água quente no interno e mergulhar o externo em água fria
→ interno expande, externo contrai, piora o emperramento.
a) Ambos mergulhados em água fria
b) Ambos em água quente
d) Colocar água quente no interno
Passo 5
Na opção c) despejamos água fria no copo interno
⇒
e mergulhamos o copo externo em água quente
⇒
. Assim
criando folga para separar os copos.
Resposta
c. no copo interno for despejada água fria e o copo externo for mergulhado em água bem quente.