Física — Termodinâmica Múltipla Escolha

Uma peça retangular maciça de alumínio encaixa-se perfeitamente em um buraco feito em outra chapa de alumínio. Analise as afirmativas e marque como resposta a INCORRETA.

Uma peça retangular maciça de alumínio encaixa-se perfeitamente em um buraco feito em outra chapa de alumínio. Analise as afirmativas e marque como resposta a INCORRETA.

  1. Se somente a chapa for aquecida, a peça se encaixará com folga no buraco da chapa.
  2. Se somente a chapa for resfriada, a peça passará a não se encaixar no buraco da chapa.
  3. Se somente a peça for resfriada, então ela passará a se encaixar com folga no buraco da chapa.
  4. Se somente a peça for aquecida, então ela passará a não se encaixar no buraco da chapa.
  5. Se a peça e a chapa forem aquecidas até uma mesma temperatura, a peça passará a não se encaixar perfeitamente no buraco da chapa.

Resolução completa

Explicação passo a passo

E
Alternativa E

Análise da Questão de Dilatação Térmica

Esta questão aborda o conceito fundamental de dilatação térmica linear em materiais metálicos.

Conceito-Chave

Quando um corpo com buraco é aquecido ou resfriado, o buraco se comporta como se fosse feito do mesmo material. Todas as dimensões lineares se alteram proporcionalmente ao coeficiente de dilatação.

\Delta L = L_0 \cdot \alpha \cdot \Delta T

Onde:

  • \Delta L = variação no comprimento
  • L_0 = comprimento inicial
  • \alpha = coeficiente de dilatação linear
  • \Delta T = variação de temperatura

Análise das Alternativas

AlternativaSituaçãoEfeito no EncaixeCorreto?
AApenas chapa aquecidaBuraco aumenta, peça igual → folga✓ CORRETO
BApenas chapa resfriadaBuraco diminui, peça igual → não encaixa✓ CORRETO
CApenas peça resfriadaPeça diminui, buraco igual → folga✓ CORRETO
DApenas peça aquecidaPeça aumenta, buraco igual → não encaixa✓ CORRETO
EAmbos aquecidos mesma temp.Ambos aumentam igualmente → ainda encaixa✗ INCORRETO

Explicação Detalhada

Por que a alternativa E está errada?

Como ambos os corpos são de alumínio, possuem o mesmo coeficiente de dilatação (\alpha). Quando submetidos à mesma variação de temperatura (\Delta T):

  1. A peça retangular se expande proporcionalmente
  2. O buraco na chapa também se expande proporcionalmente
  3. Como a razão entre as medidas permanece constante, o encaixe continua perfeito

Analogia: Imagine um círculo desenhado num balão. Quando o balão inflar, tanto o círculo quanto o espaço ao redor dele aumentam na mesma proporção.

Conclusão

A alternativa incorreta é a E, pois quando ambos os objetos sofrem a mesma variação térmica e são do mesmo material, continuam encaixando perfeitamente.

Alternativa E

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