Enunciado

Você é o novo engenheiro mecânico da Motores Inc. e foi incumbido de projetar pistões de latão para deslizarem dentro de cilindros de aço. Os motores em que esses pistões serão usados funcionarão entre 20,0 ºC e 150,0 ºC. Suponha que os coeficientes de dilatação se mantenham constantes nesse intervalo de temperatura. (a) Se o pistão se encaixa perfeitamente no cilindro a 20,0 ºC, os motores funcionarão em temperaturas mais altas? Explique. (b) Se os pistões cilíndricos têm 25,000 cm de diâmetro a 20,0 ºC, qual deveria ser o diâmetro mínimo dos cilindros nessa temperatura para que os pistões funcionassem a 150,0 ºC?

Passo 1

  1. Não. Em primeiro lugar, o que queremos dizer com manter a temperatura constante, isso significa que, uma vez que tenhamos levado a temperatura da casa à temperatura necessária e, depois disso, fornecemos calor igual às perdas de calor da casa para o ambiente para manter a temperatura constante, ou seja, a quantidade de calor fornecida é igual à quantidade de perda de calor. Assim, mantendo a temperatura constante durante a noite, estamos suprindo as perdas de calor da casa para os arredores por meio de algum dispositivo de aquecimento. As perdas de calor da casa são maiores em temperaturas mais altas, pois a casa e os arredores têm diferença de temperatura. Agora, se não fornecermos calor à casa por meio do aquecedor, depois de algum tempo, ela chegará à mesma temperatura ambiente durante toda a noite. De manhã, teremos que fornecer calor para aumentar sua temperatura até a temperatura necessária e depois desse calor constante igual a perda de calor para o ambiente.
  2. Agora, se compararmos os dois, veremos que não estamos economizando energia mantendo a temperatura constante.

    Passo 2

  3. L = L 0 1 + α Δ T

L = 0.25 1 + 2 ∙ 10 - 5 ∙ 130

L =   0.25065   c m

Resposta

Ver o desenvolvimento

Exercícios de Livros Relacionados

Um furo circular em uma placa de alumínio tem 2,725 c m de diâmetro a 0 ° C . Qual é o diâmetro do furo quando a temperatura da placa é aumentada para 100 ° C ?
O diâmetro da moeda de um centavo de dólar americano é 1,9000 cm a 20,0 ºC. A moeda é feita com uma liga metálica ( quase toda de zinco), cujo coeficiente de dilatação linear é igual a 2,6 x 10- 5K-1
Um domo geodésico construído com estrutura de alumínio é um hemisfério quase perfeito; seu diâmetro mede 55,0 m em um dia de inverno a uma temperatura de - 15 ºC. Qual é o aumento do espaço interior d
Os trilhos de aço de uma estrada de ferro estão dispostos em segmentos de 12,0 m de comprimento ligados pelas extremidades. Os trilhos são instalados em um dia de inverno, com temperatura igual a - 9,