Uma lâmina bimetálica é constituída por duas lâminas, uma de cobre (αCu = 17 ∙ 10-6 °C-1) e outra de zinco (αZn = 30 ∙ 10-6 °C-1), com as mesmas dimensões, a 0 °C, soldadas entre si e fixadas a uma parede, com o cobre na parte superior. A respeito desse assunto, assinale o que for correto e dê a soma das alternativas corretas.
01 – A lâmina se curvará para cima se a temperatura for maior que 0 °C.
02 – A lâmina se curvará para baixo se a temperatura for maior que 0 °C.
04 – A lâmina se curvará para cima se a temperatura for menor que 0 °C.
08 – A lâmina se curvará para baixo se a temperatura for menos que 0 °C.
16) A lâmina se curvará para baixo sempre que a temperatura for diferente de 0 °C.
01 – A lâmina se curvará para cima se a temperatura for maior que 0 °C.
02 – A lâmina se curvará para baixo se a temperatura for maior que 0 °C.
04 – A lâmina se curvará para cima se a temperatura for menor que 0 °C.
08 – A lâmina se curvará para baixo se a temperatura for menos que 0 °C.
16) A lâmina se curvará para baixo sempre que a temperatura for diferente de 0 °C.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre uma lâmina bimetálica, que é composta por duas lâminas de metais diferentes, aqui cobre e zinco. O conteúdo envolve coeficientes de dilatação térmica. Para resolver, vamos precisar entender como esses coeficientes influenciam a curvatura da lâmina quando a temperatura muda.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é o coeficiente de dilatação térmica (α). Ele indica quanto um material se expande ou contrai quando a temperatura muda. Aqui, temos:
- Cobre: $ \alpha_{Cu} = 17 \times 10^{-6} , °C^{-1} $
- Zinco: $ \alpha_{Zn} = 30 \times 10^{-6} , °C^{-1} $
Como o $ \alpha $ do zinco é maior que o do cobre, o zinco se expande mais que o cobre quando a temperatura aumenta.
Passo 3
A lâmina bimetálica está fixada a uma parede com o cobre na parte superior. Então, se a temperatura aumenta (acima de 0 °C), o zinco, que quer se expandir mais, vai tentar empurrar mais do que o cobre. Como o cobre está fixo, a lâmina vai se curvar para baixo.
Passo 4
Agora, se a temperatura diminui (abaixo de 0 °C), o zinco se contrai mais que o cobre. O cobre, com menor contração, vai fazer a lâmina se curvar para cima.
Passo 5
Vamos analisar as alternativas:
- 01 – A lâmina se curvará para cima se a temperatura for maior que 0 °C. ❌ Errado, pois curvará para baixo.
- 02 – A lâmina se curvará para baixo se a temperatura for maior que 0 °C. ✔️ Correto.
- 04 – A lâmina se curvará para cima se a temperatura for menor que 0 °C. ✔️ Correto.
- 08 – A lâmina se curvará para baixo se a temperatura for menos que 0 °C. ❌ Errado, pois curvará para cima.
- 16) A lâmina se curvará para baixo sempre que a temperatura for diferente de 0 °C. ❌ Errado, só curvará para baixo se for maior que 0 °C.
Resposta
A soma das alternativas corretas é 6 (02 + 04).