Um bloco de cobre
de massa igual a
, inicialmente a
, recebe calor sob pressão constante de
. O volume do bloco varia de
e sua temperatura final é de
. Dados:
a
e
. Calcule o coeficiente de expansão térmica
do cobre. R.:
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você tem um bloco de cobre de 2 kg que está esquentando de 25°C para 425°C, e o volume dele aumenta 0,56%. Nosso objetivo aqui é calcular o coeficiente de expansão térmica
do cobre. Para isso, vamos usar a física de dilatação térmica e algumas fórmulas básicas. Vamos precisar saber como a temperatura e o volume estão mudando para encontrar
.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a variação de temperatura que o bloco sofreu. A temperatura inicial é de
e a final é de
. Então:
Aqui, usamos K (Kelvin) porque nas variações de temperatura, a diferença é a mesma em Celsius e Kelvin.
Passo 3
Agora, vamos entender a variação de volume. O enunciado diz que o volume do bloco aumenta 0,56%, ou seja,
de aumento. Isso significa:
Aqui,
é a variação de volume e
é o volume inicial.
Passo 4
O coeficiente de expansão térmica
relaciona a variação de volume com a variação de temperatura. A fórmula que vamos usar é:
Isso nos diz quanto o volume do material muda por grau de temperatura.
Passo 5
Agora, vamos substituir os valores que já calculamos na fórmula:
Resposta
O coeficiente de expansão térmica
do cobre é
.