Um trilho de aço possui comprimento de 40m a -5°c.

Compreendendo os Fundamentos da Dilatação e Aplicando-os a um Caso Prático

A dilatação térmica é um fenômeno natural que afeta diversos materiais, incluindo o aço. Neste artigo, abordaremos de maneira detalhada como calcular a dilatação linear de um trilho de aço a partir de um problema prático, proporcionando uma compreensão aprofundada do tema.

A Questão Desafiadora: “Um trilho de aço possui comprimento de 40m a -5°C. Considerando seu coeficiente de dilatação linear a 1,2 x 10^-5 °C^-1, determine a dilatação ocorrida a 45°C.“

Entendendo o Problema: Antes de resolvermos o problema, é crucial compreender os conceitos envolvidos. A dilatação linear é o aumento do comprimento de um objeto devido ao aumento de temperatura. O coeficiente de dilatação linear, representado por “α,” é uma medida da resposta de um material à variação de temperatura.

Solução Passo a Passo:

1. Identificação dos Dados:
   • Comprimento inicial (L₀) = 40m
   • Temperatura inicial (T₀) = -5°C
   • Temperatura final (Tₑ) = 45°C
   • Coeficiente de dilatação linear (α) = 1,2 x 10^-5 °C^-1
2. Aplicação da Fórmula: Utilizaremos a fórmula da dilatação linear: Δ�=�0⋅�⋅Δ�ΔL=L0​⋅α⋅ΔT onde ΔL é a variação de comprimento, L₀ é o comprimento inicial, α é o coeficiente de dilatação linear, e ΔT é a variação de temperatura.
3. Cálculos: Δ�=��−�0ΔT=Te​−T0​ Δ�=45°�−(−5°�)=50°�ΔT=45°C−(−5°C)=50°CSubstituindo na fórmula: Δ�=40�⋅(1,2×10−5 °�−1)⋅50°�ΔL=40m⋅(1,2×10−5°C−1)⋅50°CΔ�=40�⋅6×10−4ΔL=40m⋅6×10−4Δ�=0,024�ΔL=0,024m
4. Resposta: Portanto, a dilatação ocorrida no trilho de aço a uma temperatura de 45°C é de 0,024 metros.

Conclusão: Neste artigo, exploramos como calcular a dilatação linear de um trilho de aço utilizando conceitos fundamentais da termodinâmica. A resolução passo a passo fornece uma compreensão clara do processo, permitindo que leitores compreendam e apliquem esses conceitos em situações semelhantes.