Um paralelepipedo de aluminio inicialmente, de 35 cm³ a 15°C, sofre um aquecimento em sua estrutura passando para um volume final de 37 cm³. Qual é a temperatura final do processo de aquecimento do paralelepipedo. (dado. α = 24 10^-6 )
Para resolver esse problema, podemos utilizar a Lei de Dilatação Linear, que relaciona a variação de temperatura (ΔT), o coeficiente de dilatação linear (α) e a variação de comprimento (ΔL) de um material.
A fórmula para a variação de comprimento é dada por:
ΔL = α * L * ΔT
Onde:
ΔL é a variação de comprimento
α é o coeficiente de dilatação linear
L é o comprimento inicial
ΔT é a variação de temperatura
No caso do volume de um paralelepípedo, a variação de volume é proporcional à variação de comprimento em cada uma das três dimensões.
A fórmula para a variação de volume é dada por:
ΔV = 3 * α * V * ΔT
Onde:
ΔV é a variação de volume
α é o coeficiente de dilatação linear
V é o volume inicial
ΔT é a variação de temperatura
No problema, temos as seguintes informações:
V inicial = 35 cm³
V final = 37 cm³
α = 24 * 10^-6
Queremos encontrar a temperatura final (ΔT final).
Podemos reorganizar a fórmula da variação de volume para isolar ΔT:
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Resposta:
Para resolver esse problema, podemos utilizar a Lei de Dilatação Linear, que relaciona a variação de temperatura (ΔT), o coeficiente de dilatação linear (α) e a variação de comprimento (ΔL) de um material.
A fórmula para a variação de comprimento é dada por:
ΔL = α * L * ΔT
Onde:
ΔL é a variação de comprimento
α é o coeficiente de dilatação linear
L é o comprimento inicial
ΔT é a variação de temperatura
No caso do volume de um paralelepípedo, a variação de volume é proporcional à variação de comprimento em cada uma das três dimensões.
A fórmula para a variação de volume é dada por:
ΔV = 3 * α * V * ΔT
Onde:
ΔV é a variação de volume
α é o coeficiente de dilatação linear
V é o volume inicial
ΔT é a variação de temperatura
No problema, temos as seguintes informações:
V inicial = 35 cm³
V final = 37 cm³
α = 24 * 10^-6
Queremos encontrar a temperatura final (ΔT final).
Podemos reorganizar a fórmula da variação de volume para isolar ΔT:
ΔT = ΔV / (3 * α * V)
Substituindo os valores conhecidos:
ΔT final = (37 cm³ - 35 cm³) / (3 * 24 * 10^-6 * 35 cm³)
ΔT final = 2 cm³ / (3 * 24 * 10^-6 * 35 cm³)
Calculando o resultado:
ΔT final = 2 / (3 * 24 * 10^-6 * 35) ≈ 0,0259
Portanto, a temperatura final do processo de aquecimento do paralelepípedo é de aproximadamente 0,0259°C.