Exercícios Resolvidos de Dilatação Térmica

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Enunciado

Um estudante decide construir um termômetro utilizando a dilatação térmica de uma barra metálica, cujo coeficiente de dilatação linear é α = 5 ⋅ 10 - 3 ° C - 1 . A barra tem comprimento de 100   c m a temperatura de 25 ° C . Se um determinado dia a barra mede 105   c m , qual a temperatura daquele dia?

Passo 1

E ai galerinha, tudo bem? Vamos seguir com os nossos estudos de dilatação térmicaa!

Vamos começar separando os dados do enunciado! α = 5 ⋅ 10 - 3 ° C - 1  

L 0 = 100 c m

T 0 = 25 ° C

L f = 105 c m

T f = ?

Passo 2

Show galerinha, vamo que vamo então, o que o enunciado quer da gente é a temperatura do dia, ou seja, a temperatura final!

Lembrando aqui a nossa formulinha de dilatação linear

Δ L = L 0 ⋅ α ⋅ Δ T

Quando a gente tem Δ , geralmente quer dizer a variação, ou seja final menos inicial, então

Para L

Δ L = L f - L 0

Δ L = 105 - 100

Δ L = 5 c m

Agora para T

Δ T = T f - T 0

Δ T = T f - 25

e vamos deixar assim mesmo, já que não sabemos quem é o T f 😊

Passo 3

Show, vamos colocar isso na nossa formulinha

Δ L = L 0 ⋅ α ⋅ Δ T

5 = 100 ⋅ 5 ⋅ 10 - 3 ⋅ T f - 25

Vamos fazer essas contas com calma, primeiro multiplicamos o 100 com o 5 , ficando com

5 = 500 ⋅ 10 - 3 ⋅ T f - 25

Agora aquela potência de 10 vai fazer andar com a vírgula 3 casas para a esquerda assim ó

500 ⋅ 10 - 3 = 0,500

e isso é a mesma coisa que 0,5 . Então nossa equação agora fica

5 = 0,5 ⋅ T f - 25

Podemos escrever 0,5 como 5 10 que simplificando fica 1 2

Então temos que

5 = 1 2 T f - 25

Passando esse 2 que ta no denominador, dividindo, pro outro lado multiplicando, temos

10 = T f - 25

que é a mesma coisa que

T f - 25 = 10 Agora, passando esse - 25 pro outro lado, mudando o sinal, temos:

T f = 10 + 25

T f = 35 ° C

Ufa! Essas continhas foram um pouco chatas, mas com um pouco de prática a gente pega o jeito 😉

Resposta

T f = 35 ° C

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