Conceitos de Dilatação Térmica

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· Pergunta 1
1 em 1 pontos
	
	
	
	O projetista mecânico de uma empresa desenvolveu um suporte que deverá ser implantado em um determinado produto. Para isto, um pino foi feito em aço 1020 e um anel foi feito em latão (mostarda). O projetista elaborou o protótipo, mas na hora de testar viu que o diâmetro do pino estava dois décimos de milímetro maior que o diâmetro interno do anel de latão, conforme figura abaixo. Dados:  
 
Fonte: Elaborada pelo autor.
Assinale a alternativa que indique o melhor a ser feito para que o projetista teste o protótipo:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
O projetista deve aquecer o anel para que ele se dilata, aumentando suas dimensões, inclusive o diâmetro, além de manter o pino na temperatura ambiente.
	Resposta Correta:
	 
O projetista deve aquecer o anel para que ele se dilata, aumentando suas dimensões, inclusive o diâmetro, além de manter o pino na temperatura ambiente.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A sua resposta está correta, pois como a diferença é de apenas dois décimos de milímetros, o projetista deve aquecer o anel, uma vez que o coeficiente de expansão térmica do latão é maior que o do aço, o que significa que com o aquecimento o anel aumentará suas dimensões, facilitando o encaixe do pino no protótipo.
	
	
	
· Pergunta 2
1 em 1 pontos
	
	
	
	O transporte ferroviário é considerado o transporte pioneiro utilizado em viagens turísticas de massa principalmente pelo fato de ser utilizado como meios de hospedagens aos turistas. No outono alemão, é comum haver amplitude térmica de 0ºC a 20ºC durante o dia, sendo que o ferro utilizado nos trilhos possui   
LOHMANN, G.; OLIVEIRA, M. Transporte ferroviário de passageiros turísticos: o estado da arte. Turismo em Análise , v. 19, n. 1, maio 2018.
Assinale a alternativa que apresenta a resposta correta para o cálculo realizado:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
É possível analisar o que acontece com o
ΔL (se negativo ou positivo) mesmo sem saber o comprimento inicial, pois esta é uma relação direta dependente da amplitude de variação térmica e do coeficiente de expansão linear.
	Resposta Correta:
	 
É possível analisar o que acontece com o
ΔL (se negativo ou positivo) mesmo sem saber o comprimento inicial, pois esta é uma relação direta dependente da amplitude de variação térmica e do coeficiente de expansão linear.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A sua resposta está correta, pois ao saber a variação de temperatura do local a ser estudado, é possível saber se o comprimento sofrerá contração (valores negativos) ou dilatação (valores positivos) mesmo sem saber o comprimento inicial, pois a equação apresenta relação direta entre o coeficiente de expansão linear e a variação de temperatura.
	
	
	
· Pergunta 3
1 em 1 pontos
	
	
	
	Leia o excerto a seguir:
“Junta de dilatação é um dos elementos que compõem a superestrutura a superestrutura das pontes e viadutos rodoviários, esta apresenta espaço a ser ou não preenchido por material elástico, que possui a função de absorver os movimentos provocados por dilatações e retrações dos materiais envolventes. São aplicadas em diversas obras da construção civil.”
CAMPOS, I. Estudo de juntas de dilatação em pontes e viadutos, e suas melhorias na aplicação e uso . In : SIMPÓSIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA, DIDÁTICA E DE AÇÕES SOCIAIS DE EXTENSÃO DA FEI, 9., 2019, São Bernardo do Campo. Anais [...]. São Bernardo do Campo: Faculdade de Engenharia Industrial, 2016. p. 1.
 
Com base no apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
I. O fenômeno discutido no trecho acima diz respeito à dilatação e contração que os materiais sofrem quando submetidos a variações de temperaturas.
Pois:
II. A expansão térmica descreve a habilidade dos materiais em transferir energia térmica após um estímulo externo de variação de temperatura.
A seguir, assinale a alternativa correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição falsa.
	Resposta Correta:
	 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição falsa.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois a asserção I é verdadeira, já que o fenômeno discutido no excerto refere-se à dilatação e contração dos materiais quando submetidos a variações de temperaturas. A asserção II é falsa, pois a expansão térmica é um conceito de analisar através de um gráfico a energia potencial em função da separação interatômica do interior do material.
	
	
	
· Pergunta 4
1 em 1 pontos
	
	
	
	Nas pontes e viadutos, é comum a utilização das juntas de dilatação (ver figura abaixo), devido ao tráfego de veículos que faz com que as estruturas de concreto se movimentam e acabam se chocando. Tais juntas também são utilizadas para controlar a dilatação térmica que o concreto sofre a fim de evitar trincas e fissuras, que ocasiona acidentes.
Figura - Junta de dilatação
Fonte: Michiel1972 / Wikimedia Commons.
 
Com base no apresentado, assinale a alternativa que melhor representa o fenômeno descrito acima:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Dentre outras aplicações, a utilização de juntas de dilatação deve-se ao fenômeno de expansão linear que corresponde à habilidade do material se dilatar e contrair e assim evitar o aparecimento de trincas e fissuras.
	Resposta Correta:
	 
Dentre outras aplicações, a utilização de juntas de dilatação deve-se ao fenômeno de expansão linear que corresponde à habilidade do material se dilatar e contrair e assim evitar o aparecimento de trincas e fissuras.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A sua resposta está correta, pois a junta de dilatação é utilizada para controlar o fenômeno de expansão linear térmica a fim de evitar os efeitos da dilatação e contração do concreto e evitar que o concreto acumule tensões térmicas e se rompa. A junta de dilatação é muito utilizada em linhas férreas.
	
	
	
· Pergunta 5
1 em 1 pontos
	
	
	
	O coeficiente de expansão linear de um material faz parte da compreensão da expansão ou contração de um material sólido, que dilata ao ser submetido a um aumento de temperatura e contrai quando resfriado. Dessa forma, esse fenômeno está presente em nossos dias em diversas aplicações, principalmente na área da engenharia.
A respeito dos exemplos do fenômeno do coeficiente de expansão linear, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s).
I. ( ) Os fios utilizados na transmissão de corrente elétrica são sempre maiores que a distância entre os postes, pois se fosse utilizado a distância exata os fios poderiam se romper em dias frios, devido à sua contração.
II. ( ) O termômetro de mercúrio é um exemplo de expansão térmica linear devido à sua variação de temperatura no termômetro for inversamente proporcional a dilatação do mercúrio, que favorece a dilatação dentro do tubo capilar.
III. ( ) A utilização de juntas de dilatação nos trilhos de trens decorre do fato de o metal se contrair e dilatar durante as amplitudes térmicas do dia e da noite.
IV. ( ) Os fios  utilizados na transmissão de corrente elétrica são sempre maiores que a distância entre os postes, pois se fosse utilizado a distância exata os fios poderiam se romper em dias frios, devido à sua dilatação.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
V, F, V, F.
	Resposta Correta:
	 
V, F, V, F.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A sequência está correta, pois os fios de cobre sofrem contração em períodos frios e, devido a isto, é necessário aumentar a distância do fio entre os postes. Além disso, deve-se colocar juntas de dilatação entre os trilhos de trem devido à dilatação e à contração do metal decorrentes das amplitudes térmicas ao longo do dia, evitando o empenamento e a fissura do material.
	
	
	
· Pergunta 6
1 em 1 pontos
	
	
	
	Os materiais que são bons condutores térmicos apresentam arranjo atômico que tem a capacidade de transferir caloraté que todo o objeto entre em equilíbrio térmico. Além disso, estes bons condutores apresentam alto valor de condutividade térmica enquanto os materiais isolantes apresentam baixos valores de condutibilidade térmica.
Neste sentido, sobre a aplicabilidade dos materiais no dia a dia, analise as afirmativas a seguir:
I. Ao comprar um refrigerante que deve ser resfriado rapidamente e que contenha a mesma área superficial e volume, é aconselhável optar pelo material de vidro em vez do de alumínio.
II. As panelas que são utilizadas para cozinhar em sua maioria são feitas de ferro e alumínio, pois devem possuir uma ótima transmissão de calor entre a chama do fogo e o alimento a ser preparado.
III. Nos restaurantes, é comum a utilização de isopor para embalar os alimentos (marmitex), pois este material possui boa condutibilidade térmica e mantém o alimento aquecido por mais tempo.
IV. Os cabos das panelas utilizadas para cozinhar são feitos de materiais com baixa condutibilidade térmica, como a madeira e alguns tipos de polímeros.
Está correto o que se afirma em:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
II e IV, apenas.
	Resposta Correta:
	 
II e IV, apenas.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois a maioria das panelas é feita de metais por possuir boa condutibilidade térmica e assim cozinhar o alimento mais rapidamente (em determinadas ocasiões). Além disso, os cabos das panelas são feitos de materiais isolantes, ou seja, com baixíssimas condutibilidades térmicas, evitando que o calor seja transmitido para a pessoa que preparará o alimento.
	
	
	
· Pergunta 7
1 em 1 pontos
	
	
	
	Como engenheiro, você deve selecionar um material para um determinado produto com diversas propriedades mecânicas. Sendo assim, o material deve ser resistente ao impacto e não pode estar enferrujado, pois será utilizado para fins cirúrgicos. Além disso, deve ser capaz de resistir a forças cíclicas e possuir fácil processo de fabricação, bem como pouca quantidade de massa por volume para redução de custo do produto.
Neste sentido, assinale a alternativa que apresenta as propriedades dos materiais que devem ser levadas em consideração na sua seleção:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
O material deve ser tenaz, possuir uma ótima resistência à corrosão, ser resistente à fadiga, possuir boa conformabilidade e baixa densidade, respectivamente.
	Resposta Correta:
	 
O material deve ser tenaz, possuir uma ótima resistência à corrosão, ser resistente à fadiga, possuir boa conformabilidade e baixa densidade, respectivamente.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A sua resposta está correta, pois a tenacidade é propriedade mecânica que possuem os materiais resistentes ao impacto e a resistência à corrosão não deixa o material enferrujar, propriedade presente no aço inoxidável, por exemplo. Além disso, a característica de ser resistente a forças cíclicas é a fadiga. Adicionalmente, o produto deve possuir facilidade na fabricação, ou seja, possuir boa conformabilidade, assim como pouca densidade a fim de reduzir o custo agregado ao produto.
	
	
	
· Pergunta 8
1 em 1 pontos
	
	
	
	Em algumas aplicações de projetos envolvendo “calor” faz-se necessário o conhecimento prévio das propriedades térmicas dos materiais, isto é, como eles se comportam conforme estímulos externos de mudança de temperatura. Devido a isso, a condutividade térmica se torna bastante requerida na pré-seleção do material, pois através dela é possível identificar se o material pode ou não ser selecionado.
Neste sentido, assinale a alternativa que está conforme os conceitos relacionados à condutividade térmica:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
É necessário compreender a condutividade térmica e saber analisá-la para evitar falhas por tensões térmicas nos materiais.
	Resposta Correta:
	 
É necessário compreender a condutividade térmica e saber analisá-la para evitar falhas por tensões térmicas nos materiais.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois conhecer e saber avaliar a condutividade térmica dos materiais torna-se imprescindível ao selecionar determinado material, pois as tensões térmicas estão presentes em diversas aplicações como no caso dos trilhos de trem que sofrem dilatação e contração, gerando tensões no interior do material que podem resultar em uma deformação plástica indesejável ou uma ruptura.
	
	
	
· Pergunta 9
0 em 1 pontos
	
	
	
	Uma garrafa de vidro e uma lata de alumínio que possuem 600 mL são mantidas em um refrigerador por duas horas com o objetivo de observar qual dos dois líquidos ficará mais frio. Ao retirá-las do refrigerador com as mãos a temperatura de 30ºC, tem-se a sensação de que a lata de suco está mais fria que a garrafa.
 Assinale a alternativa que melhor justifica o fenômeno acima:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
O fato pode ser explicado pela condutividade térmica, ou seja, o alumínio possui maior condutividade térmica que o vidro, consequentemente, sente-se a lata mais fria, apesar de ambas estarem na mesma temperatura para um mesmo tempo estipulado.
	Resposta Correta:
	 
 O fato pode ser explicado pelo conceito de condutividade térmica, ou seja, o alumínio do qual é constituído a lata possui maior condutividade térmica que o vidro, de que por sua vez é feito a garrafa, razão pela qual sente-se a lata mais fria nas mãos.
	Feedback da resposta:
	Sua resposta está incorreta. A sua resposta está incorreta, pois a condutividade térmica do vidro é mais baixa que a do alumínio. Além disso, para um mesmo período, o líquido presente no alumínio está mais frio que o presente no vidro devido à alta taxa de troca de calor ocorrida na lata de alumínio. A garrafa e a lata não estão na mesma temperatura devido à diferença de condutividade térmica presente nos materiais, sendo que a temperatura das mãos não influencia em nada no processo. Por fim, o fenômeno observado tem relação com a condutividade térmica dos materiais e não com a expansão linear.
	
	
	
· Pergunta 10
1 em 1 pontos
	
	
	
	Os diagramas apresentam as propriedades mecânicas dos materiais de forma gráfica, facilitando a interpretação dos dados e auxiliando na escolha de materiais conforme a aplicação. Dessa forma, entender e analisar os diagramas facilita na decisão correta quanto à seleção do material adequado para a fabricação do produto.
De acordo com seus conhecimentos a respeito dos diagramas das propriedades dos materiais, analise as afirmativas a seguir:
I. Há diagramas que representam vários materiais e várias propriedades através de um mapa, além de trazer valores de: resistência, densidade e módulo de Young.
II. Através do diagrama de barras do módulo de Young, os tipos de materiais são separados em colunas. Além disso, este tipo de diagrama facilita a visualização das propriedades de cada família de material.
III. No diagrama do módulo de Young pela densidade é possível representar duas propriedades de material no mesmo diagrama e a família dos materiais estão dispostos em colunas verticais.
IV. No diagrama do módulo de Young pela densidade com indicação do material, utilizam-se cores para diferenciar os grupos de materiais apenas conforme a família (metais, polímeros, compósitos etc.) e não de acordo com a classe (EVA, liga de zinco, silicone, madeira etc.).
 É correto o que se afirma em:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
I e II, apenas.
	Resposta Correta:
	 
I e II, apenas.
	Feedback da resposta:
	 Resposta correta. A alternativa está correta, pois o diagrama através do mapa apresenta as propriedades de: resistência, densidade e módulo de Young. No diagrama de barras do módulo de Young, os materiais são separados em colunas a fim de facilitar a visualização das propriedades em função do tipo de material.