Questão 63 do ENEM 2012 — Ciências da Natureza

A tirinha ilustra uma situação prática resolvida pelo conceito de dilatação térmica dos sólidos. Uma personagem não consegue desatarraxar uma porca e a solução é aquecer o conjunto: ao ganhar temperatura, os metais se dilatam.

Para que a porca se solte com facilidade, o orifício interno da porca precisa aumentar mais do que o diâmetro externo do parafuso. Ou seja, submetidos à mesma variação de temperatura, o material da porca deve dilatar mais do que o material do parafuso.

A dilatação linear é descrita por:

$\Delta L = L_0 \cdot \alpha \cdot \Delta T$

em que $\Delta L$ é a variação da dimensão (aqui, o diâmetro), $L_0$ é a dimensão inicial, $\alpha$ é o coeficiente de dilatação linear e $\Delta T$ é a variação de temperatura (o aquecimento).

O comando impõe uma condição-chave: o destravamento deve ocorrer com o menor aquecimento do conjunto. Para que a diferença de tamanho entre porca e parafuso seja suficiente usando o menor $\Delta T$ possível, a diferença entre os coeficientes de dilatação, $\alpha_{\text{porca}} - \alpha_{\text{parafuso}}$, precisa ser a maior possível.

Portanto, devemos escolher:

1. Para o parafuso: o material que menos dilata, isto é, com o menor coeficiente.
2. Para a porca: o material que mais dilata, isto é, com o maior coeficiente.

Na tabela fornecida:

• Menor $\alpha$: platina ($0,9 \times 10^{-6}\ ^\circ\text{C}^{-1}$).
• Maior $\alpha$: chumbo ($2,9 \times 10^{-6}\ ^\circ\text{C}^{-1}$).

Como o comando pede parafuso e porca, respectivamente, a combinação ideal é platina para o parafuso e chumbo para a porca. Resposta: alternativa C.