EXERCITAR É PRECISO - DILATAÇÃO TÉRMICA

O GABARITO ESTÁ NO FINAL

1. (UFSC) Uma barra de ferro tem comprimento

de 3m a uma temperatura de 20°C. Calcule o comprimento desta barra a 520°C. Dado α_ferro=12x10^-6°C^-1

2. (UFPR) Sobre o coeficiente de dilatação de um metal, julgue os itens corretos:

01. O coeficiente de dilatação de uma barra metálica é o mesmo, quer o comprimento da barra seja medido em metros ou em centímetros.

02. Se o coeficiente de dilatação linear de um material vale α°C^-1, então seu coeficiente de dilatação volumétrica valerá 3α°C^-1.

04. Se o coeficiente de dilatação linear de um material vale α°C^-1 então seu coeficiente de dilatação volumétrica valerá 3α°C^-3_.

08. O coeficiente de dilatação de um material é sempre o mesmo quer a temperatura seja medida em graus Celsius ou em Kelvins.

16. O coeficiente de dilatação de um material tem sempre o mesmo valor, quer a temperatura seja medida em graus Celsius ou graus Fahrenheit.

3. (UEL) Uma chapa de zinco, cujo coeficiente de dilatação linear é 25x10^-6°C^-1, sofre elevação de 10°C na sua temperatura. Verifica-se que a área da chapa aumenta de 2,0 cm². Nessas condições, a área inicial da chapa mede, em cm²:

a) 2,0 x 10²

b) 8,0 x 10²

c) 4,0 x 10³

d) 2,0 x 10⁴

e) 8,0 x 10⁴

4. (FEI-SP) Para compensar a dilatação do aço, foi deixada uma folga de 4,8mm entre os trilhos de uma estrada de ferro à temperatura de 20°C. Sabendo-se que o comprimento de cada trilho é de 20m e o coeficiente de dilatação linear é 12x10^-1°C. Qual a temperatura na estrada de ferro, para que os trilhos fiquem sem folga?

a) 40°C

b) 45°C

c) 50°C

d) 55°C

e) 60°C

5. (UEL-PR) Um recipiente de vidro de 200cm³, completamente cheio de determinado líquido a 20°C, é aquecido até 120°C, transbordando 10cm³ deste líquido. Nessas condições, podemos afirmar que o coeficiente de dilatação aparente do líquido é:

a) 1 x 10^-4°C^-1

b) 2 x 10^-4°C^-1

c) 3 x 10^-4°C^-1

d) 4 x 10^-4°C^-1

e) 5 x 10^-4°C^-1

6. (MACK-SP) À temperatura de 0⁰C, uma barra metálica A (α=2x10^-5⁰C ^-1 ) tem comprimento de 202,0mm e outra barra metálica B (α=5x10^-5⁰C ^-1 ) tem comprimento 200,8mm. Aquecendo-se essas barras, elas apresentarão o mesmo comprimento à que temperatura?

7. (ACAFE) Para determinar o coeficiente de dilatação linear de um material, mediu-se o comprimento inicial e a variação do comprimento de uma barra constituída desse mesmo material, usando como unidade de comprimento o centímetro. Se a unidade de comprimento utilizada fosse o metro, o valor do coeficiente de dilatação do material seria:

a) 100 vezes maior

b) o dobro

c) do mesmo valor

d) 100 vezes menor

e) metade do valor

8. (ACAFE) Várias barras metálicas de materiais diferentes são aquecidas do 0°C a 80°C. A barra que sofre maior dilatação é aquela na qual é maior:

a) o coeficiente de dilatação α;

b) o quociente de l₀ por α;

c) o comprimento inicial l₀;

d) o produto de l₀ por α;

e) o quociente de α por l₀;

9. Em relação à dilatação térmica some as corretas:

01. Quando um líquido é aquecido de 0°C para 4°C seu volume diminui e a densidade aumenta;

02. A água só apresenta dilatação anômala entre 0ºc e 4°c;

04. Corpos ocos dilatam-se menos que os sólidos;

08. Em geral os líquidos dilatam-se menos que os sólidos;

16. Duas barras metálicas de mesmo comprimento inicialmente sofrem a mesma dilatação, assim a barra de maior coeficiente de dilatação linear sofre menor variação de temperatura;

32.Se diminuirmos a temperatura da barra abaixo curva-se para baixo (α₁ > α₂);

10. As donas de casa utilizam, com freqüência, recipientes de vidro refratário do tipo “pirex” por serem mais resistentes a variações de temperatura que os vidros comuns porque têm:

a) menor coeficiente de dilatação térmica;

b) maior coeficiente de rigidez

c) maior coeficiente de dilatação térmica;

d) maior calor específico;

e) maior capacidade térmica;

11. (UFPR) Uma chapa de aço, cujo coeficiente de dilatação linear é (1,0x10^-6) °C^-1, tem inicialmente um furo de 20cm de diâmetro quando sua temperatura é de 20°C. Qual deve ser a temperatura final da chapa para que a área do furo aumente (1,0x10^-4) do valor da área inicial?

12. (ACAFE) O gráfico abaixo representa os comprimentos de duas barras A e B em função da temperatura.

A alternativa contendo a relação VERDADEIRA entre os coeficiente de dilatação linear das barras, é:

a) α_B = 3 α_A

b) α_B = 2 α_A

c) α_A = α_B

d) α_A = 2 α_B

e) α_A = 3 α_B

13. (MACKENZIE-SP) As dilatações lineares de duas hastes metálicas A e B são dadas em função das respectivas variações de temperatura, de acordo com os diagramas a seguir. A haste A tem, a 0°C, o comprimento 100,0000cm e a B, 100,1000cm. A temperatura na qual as hastes A e B apresentam o mesmo comprimento é:

a) 800°C

b) 400°C

c) 200°C

d) 100°C

e) 50°C

14. (ACAFE) Um material sólido metálico tem os seguintes coeficientes de dilatação: linear α, superficial β e volumétrica γ. Para este material, são corretas as relações;

a) α = 3γ = 2β; β = α/2 = 3γ/2; γ = α/3 = 2β/3

b) α = γ/3 = β/2; β = α/2 = 3γ/2; γ = 3α = 3β/2

c) α = γ/3 = β/2; β = 2α = 2γ/3; γ = 3α = 3β/2

d) α = γ/3 = β/2; β = 2α = 2γ/3; γ = α/3 = 2β/3

e) α = 3γ = β/2; β = α/2 = 2γ/3; γ = 3α = 2β/3

15. (FGV-SP) O dono de um posto de gasolina recebeu 4000 litros de combustível por volta das 12 horas, quando a temperatura era de 35⁰C. Ao cair da tarde, uma massa polar vindo do sul baixou a temperatura para 15⁰C e permaneceu até que toda a gasolina fosse totalmente vendida. Qual foi o prejuízo, em litros de combustível, que o dono do posto sofreu?

(Dados: coeficiente de dilatação do combustível é 1,0 x 10^-3⁰C ^-1)

16. (ACAFE) É comum pessoas terem dificuldade para abrir um vidro de conserva. Uma maneira simples de destravar a tampa, sem danificá-la, permitindo seu desenroscar sem a necessidade de aplicação de grande força, é:

a) Mergulhar totalmente o vidro de conserva numa vasilha com água gelada.

b) Colocar o vidro de conserva numa vasilha com água quente de modo que somente o vidro fique em contato com a água.

c) Colocar o vidro de conserva numa vasilha com água quente, de modo que somente a tampa fique em contato com a água.

d) Colocar o vidro de conserva em uma geladeira.

e) Colocar o vidro de conserva numa vasilha com água gelada, de modo que somente a tampa fique em contato com a água.

17. A figura a seguir representa uma plataforma que permanece na horizontal a uma temperatura de 0°C. A relação entre os coeficientes de dilatação linear das vigas A e B é igual a 3/2. Determine os comprimentos das vigas, a 0°C, para que a plataforma permaneça na horizontal em qualquer temperatura.

18. (UNIMONTES-MG) Devido a um aumento de temperatura ∆T, uma barra de comprimento inicial l₀, com um corte no seu centro, entorta para cima(Veja figura). O coeficiente de dilatação linear do material da barra é α. Como será o deslocamento “x”, sofrido pelo centro da barra, expresso em termos de l₀, ∆T e α?

Obs.: X é a altura que a barra levantou em relação a horizontal.

Lembre-se que num triângulo retângulo a soma do quadrado dos catetos é igual a hipotenusa.

a² + b² = h²

a = lado a

b = lado b

h = hipotenusa

19. A figura a seguir representa um balão, de volume V₀, feito de material isótropo de coeficiente de dilatação linear α. O balão está cheio de um líquido de coeficiente de dilatação volumétrica γ e de massa específica µ₀, à temperatura T₀. Quando a temperatura do balão é aumentada de ΔT, extravasa o volume V_A do líquido.

Nessas condições, pode-se afirmar:

01. O raio R diminui, quando a temperatura do balão aumenta.

02. O balão se dilata como se fosse maciço.

04. O coeficiente de dilatação aparente do líquido é expresso por γ+3α.

08. A dilatação é igual para o líquido e o balão.

16. a dilatação do balão é igual a V₀γΔT-V_A.

Gabarito

1) l_f = 3,018m

2) 11

3) c

4) a

5) e

6) T_f = 200°C

7) c

8) d

9) 22

10) a

11) T_f = 30°C

12) e

13) T = 200°C

14) c

15) 80 litros

16) c

17) l_0A = 6m l_0B = 9m

18) x = 0,5.l₀.(3.α.ΔT)^1/2 ou x = l₀.(3.α.ΔT)^1/2 /2

19) 18