Question

(IBMEC SP Insper)
O termostato é um dispositivo cuja função primordial é não deixar a temperatura de um sistema exceder um valor predeterminado. Pode ser utilizado em refrigeradores, sistemas de arrefecimento de motores de veículos etc. Dentre os modelos existentes no mercado, há o termostato mecânico, que usa o princípio do par bimetálico ou lâmina bimetálica. O par bimetálico é composto por duas lâminas de metais de diferentes coeficientes de dilatação, que têm suas faces firmemente soldadas. As figuras 1 e 2 mostram a vista de perfil de um par bimetálico.

Na figura 1, o par bimetálico encontra-se à temperatura ambiente e em formato de superfície plana; na figura 2, após sofrer uma variação em sua temperatura, o par está curvado, com a face côncava na lâmina do metal B e a face convexa na lâmina do metal A.

Na figura 2, em relação à figura 1, o par bimetálico teve sua temperatura


a) diminuída, e o coeficiente de dilatação linear de A é maior do que o coeficiente de dilatação linear de B.

b) aumentada, e o coeficiente de dilatação linear de A é menor do que o coeficiente de dilatação superficial de B.

c) diminuída, e o coeficiente de dilatação linear de A é menor do que o coeficiente de dilatação linear de B.

d) aumentada, e o coeficiente de dilatação linear de A é menor do que o coeficiente de dilatação linear de B.

e) diminuída, e o coeficiente de dilatação superficial de A é maior do que o coeficiente de dilatação superficial de B.

Answer 1

A resposta correta é a alternativa c) diminuída, e o coeficiente de dilatação linear de A é menor do que o coeficiente de dilatação linear de B.

Vamos aos dados/resoluções:  

Segundo a dilatação linear, teremos:  

ΔL = L0. α . Δt ;  

L - L0 = L.α (t-t0) ;  

L = L0 + L0 . a (t-t0) ;  

Com isso, fica evidenciado que:  

A dilatação linear ΔL é diretamente proporcional à variação de temperatura Δt ;  

A dilatação linear ΔL é diretamente proporcional ao comprimento inicial Lo ;  

A dilatação linear ΔL depende do material de que é constituído o corpo.

Portanto, quando você solda duas barras de materiais diferentes, você irá obter uma lâmina bimetálica e se você as submeter á mesma variação de temperatura, o sistema irá se curvar para o lado da barra de menor coeficiente de dilatação, ou seja, quando aquecida e para o lado da barra de maior coeficiente de dilatação, quando resfriada.

espero ter ajudado nos estudos, bom dia :)