Questão 73 (CFS 2) da EEAR 2016

Question

– Um cidadão parou às 22h em um posto de combustível para encher o tanque de seu caminhão com óleo diesel. Neste horário, as condições climáticas eram tais que um termômetro, bem calibrado fixado em uma das paredes do posto, marcava uma temperatura de 10^\circ\text{ C}. Assim que acabou de encher o tanque de seu veículo, percebeu o marcador de combustível no nível máximo. Descansou no mesmo posto até às 10h do dia seguinte, quando o termômetro do posto registrava a temperatura de 30^\circ\text{ C}. Observou, no momento da saída, que o marcador de combustível já não estava marcando nível máximo. Qual afirmação justifica melhor, do ponto de vista da física, o que aconteceu? Desconsidere a possibilidade de vazamento do combustível.

A
O calor faz com que o diesel sofra contração.
B
O aumento da temperatura afeta apenas o tanque de combustível.
C
O tanque de combustível tem coeficiente de dilatação maior que o próprio combustível.
D
O tanque metálico de combustível é um isolante térmico, não permitindo o aquecimento e dilatação do diesel.

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 73 (CFS 2) da EEAR 2016

CFS 2 · Física: Dilatação térmica

– Um cidadão parou às 22h em um posto de combustível para encher o tanque de seu caminhão com óleo diesel. Neste horário, as condições climáticas eram tais que um termômetro, bem calibrado fixado em uma das paredes do posto, marcava uma temperatura de 10^\circ\text{ C}. Assim que acabou de encher o tanque de seu veículo, percebeu o marcador de combustível no nível máximo. Descansou no mesmo posto até às 10h do dia seguinte, quando o termômetro do posto registrava a temperatura de 30^\circ\text{ C}. Observou, no momento da saída, que o marcador de combustível já não estava marcando nível máximo. Qual afirmação justifica melhor, do ponto de vista da física, o que aconteceu? Desconsidere a possibilidade de vazamento do combustível.

A
O calor faz com que o diesel sofra contração.
B
O aumento da temperatura afeta apenas o tanque de combustível.
C
O tanque de combustível tem coeficiente de dilatação maior que o próprio combustível.
D
O tanque metálico de combustível é um isolante térmico, não permitindo o aquecimento e dilatação do diesel.

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

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Resolução comentada

Entre 22h e 10h a temperatura subiu de 10^\circ\text{C} para 30^\circ\text{C}. Tanto o tanque quanto o diesel se dilatam com o aquecimento, e a dilatação de cada um depende do coeficiente de dilatação volumétrica do material.

O tanque estava cheio no nível máximo. Se, depois do aquecimento, o marcador ficou abaixo do máximo, o volume de combustível dentro do tanque diminuiu. Como não houve vazamento, isso só pode ocorrer se o volume interno do tanque aumentou mais do que o volume do diesel.

O volume do diesel varia por \Delta V_{c} = V_0\,\gamma_{c}\,\Delta\theta.
O volume interno do tanque varia por \Delta V_{t} = V_0\,\gamma_{t}\,\Delta\theta.
Para o nível baixar, é preciso \Delta V_t > \Delta V_c, ou seja, \gamma_t > \gamma_c.

Portanto, o tanque (metálico) tem coeficiente de dilatação maior que o do combustível. Isso é incomum, pois líquidos costumam dilatar mais que sólidos. A questão, porém, só admite essa alternativa como justificativa coerente com o enunciado.

As outras alternativas falham: o diesel não se contrai ao ser aquecido, o aumento de temperatura afeta também o combustível, e o metal é bom condutor de calor, não isolante.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

AO diesel, ao ser aquecido, se dilata e não se contrai.
BA temperatura afeta tanto o tanque quanto o combustível, não apenas o tanque.
DO metal é bom condutor térmico, não isolante, e permite o aquecimento do diesel.

Assunto: Dilatação térmica.

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Questão 73 no caderno CFS 2 da EEAR 2016

Fonte: EEAR 2016 · CFS 2. Prova oficial ↗