Questão 133 do ENEM 2025 — Ciências da Natureza

Para entender o funcionamento desse termostato, precisamos analisar o princípio físico por trás da lâmina bimetálica: a dilatação térmica dos sólidos.

Quando um material sólido é aquecido, suas dimensões aumentam. No caso de uma lâmina, a dilatação relevante é a linear, cuja variação de comprimento ($\Delta L$) é dada por:

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

Onde:

• $L_0$ é o comprimento inicial;
• $\alpha$ é o coeficiente de dilatação linear do material;
• $\Delta T$ é a variação de temperatura.

Uma lâmina bimetálica é formada por dois metais diferentes firmemente unidos. Como são materiais distintos, eles possuem coeficientes de dilatação térmica ($\alpha$) diferentes. Assim, ao sofrerem a mesma variação de temperatura ($\Delta T$), eles tentam se expandir em quantidades diferentes.

Como estão colados e não podem deslizar um sobre o outro, a única forma de acomodar essa diferença de comprimento é encurvando-se. A regra fundamental aqui é: o metal que dilata mais (maior $\alpha$) fica na parte externa da curva (lado convexo), porque o arco externo é mais longo que o arco interno.

Aplicando essa regra à lâmina do termostato: quando a temperatura aumenta, a lâmina se deflete de modo que o latão fica no lado externo (convexo) da curvatura e o aço, no lado interno (côncavo). O lado externo, por ser um arco mais longo, corresponde ao metal que sofreu maior expansão.

Se é o latão que forma a parte externa da curva, então foi ele quem atingiu o maior comprimento final. Portanto, para a mesma variação de temperatura, o latão dilatou mais que o aço.

Concluímos que o latão apresenta maior coeficiente de dilatação térmica em relação ao aço, o que corresponde à alternativa B.