Um líquido, cujo coeficiente de dilatação volumétrica é 0,001 por oC, está contido em um recipiente e possui um volume inicial de 1.000 cm3 . Em um experimento, sua temperatura foi elevada de 25 oC para 105 oC.
A dilatação real desse líquido, em cm3 , corresponde a
À temperatura de 20,0 °C, um frasco de vidro é preenchido por mercúrio até a marca de 500 ml. A seguir, o frasco e seu conteúdo são aquecidos até a temperatura de 40,0 °C. Sabe-se que o coeficiente de expansão linear do vidro é 9,0 × 10–6 °C–1 , e o coeficiente de expansão volumétrica do mercúrio é 182 × 10–6 °C–1 . O volume de mercúrio, em mililitros, que ficará acima da marca é
Suponha que se definiu uma nova unidade de medida de comprimentos, o tetro. Para isso, foi usada como padrão uma barra metálica, mantida a temperatura constante, na cidade X. Para usar a nova convenção, três pessoas, uma em cada cidade, mediram um objeto de mesmo comprimento. As cidades onde as medições foram realizadas são X, A e B. Sabe-se que as cidades A e B possuem uma temperatura média menor e maior do que X, respectivamente. Se a medida do objeto em X, comparada ao padrão, é de 0,5 tetro, a alternativa correta será:
Uma haste metálica é composta de dois segmentos de mesmo tamanho e materiais diferentes, com coeficientes de dilatação lineares ∝1 e ∝2. Uma segunda haste, feita de um único material, tem o mesmo comprimento da primeira e coeficiente de dilatação a. Considere que ambas sofram o mesmo aumento de temperatura e tenham a mesma dilatação. Assim, é correto afirmar-se que
O raio externo de uma camada esférica é 1,5cm e sua espessura 0,5cm, quando está a uma temperatura de 20°C. O coeficiente de dilatação linear do material da esfera é 10 -5 /° C. Considerando π=3 e que a temperatura aumenta para 120°C, o volume da cavidade da esfera é:
O raio da base de um cone metálico, cuja densidade é igual a 10 g/cm3 , tem a 0°C um comprimento inicial Ro = 2 cm. Aquecendose este cone até uma temperatura de 100°C a sua altura sofre uma variação Δh = 0,015 cm. Sendo a massa do cone de 100 g, o coeficiente de dilatação linear médio do material vale:
Um conhecimento preciso das propriedades físicas dos líquidos por vezes é essencial para a sua comercialização. Considere, por exemplo, que certo volume de hidrocarbonetos líquidos tenha sido adquirido e que será entregue por meio de caminhões tanque. Em relação a essa situação, julgue se os itens a seguir.
A temperatura do hidrocarboneto é uma grandeza física importante a ser checada no seu recebimento para avaliar o volume de líquido que foi entregue.
Um conhecimento preciso das propriedades físicas dos líquidos por vezes é essencial para a sua comercialização. Considere, por exemplo, que certo volume de hidrocarbonetos líquidos tenha sido adquirido e que será entregue por meio de caminhões tanque. Em relação a essa situação, julgue se os itens a seguir.
No recebimento de hidrocarbonetos, a octanagem deve ser checada no ato da recepção por meio de uma medida da sua capacidade térmica.
Um conhecimento preciso das propriedades físicas dos líquidos por vezes é essencial para a sua comercialização. Considere, por exemplo, que certo volume de hidrocarbonetos líquidos tenha sido adquirido e que será entregue por meio de caminhões tanque. Em relação a essa situação, julgue se os itens a seguir.
A grande maioria dos hidrocarbonetos apresenta coeficiente térmico de expansão volumétrica negativo.
Uma barra de comprimento inicial L o= 150 cm é submetida a uma variação de temperatura de 25 o C. Nessas condições, ela sofre uma dilatação térmica de 0,016 cm. Qual é, aproximadamente, o coeficiente de dilatação linear da barra?
Uma pessoa deseja soltar uma porca de aço que está enroscada em um parafuso de ferro. Sabendo que o coeficiente de dilatação volumétrica da porca é de 31,5X10-6 ( o C) -1 e do parafuso de 34,2X10-6 ( o C) -1 , o que deve fazer essa pessoa para realizar a sua tarefa com mais facilidade?
Suponha que uma chapa fina de alumínio, de forma retangular com lados A e B distintos entre si, seja submetida a um incremento de sua temperatura de T1 para T2 e, como resultado, passe por processo de dilatação. Considerando essa situação, assinale a opção correta.
Uma tubulação industrial de 100 metros em linha reta contém uma junta de expansão para reduzir a tensão devido à dilatação térmica. O coeficiente de dilatação térmica do material da tubulação é aproximadamente igual a 0,01 mm.m-1.K-1 . Na temperatura de 150°C, a junta de expansão sofre pressão e comprimi-se 75 mm.
Se a pressão de ruptura da junta de expansão é de 65 kgf/cm2 , correspondendo a uma compressão de 215 mm, então, a temperatura máxima, em °C, que a tubulação pode atingir é de, aproximadamente,
Dispõe-se de dois fios de uma mesma liga metálica com coeficiente de dilatação linear igual a k ºC-1 , constante. Os fios são designados por 1 e 2. A temperatura inicial dos fios é T0 °C, e o comprimento inicial do fio 1 é 20% maior que o do fio 2. O fio 1 é aquecido a uma temperatura T1 °C, e o fio 2, a uma temperatura T2 °C.
Se, após o aquecimento, os fios têm o mesmo comprimento, T2 é
Uma chave estrela é fabricada com um aço forjado especial, isotrópico, e com coeficiente de dilatação linear igual a k °C-1 constante. O orifício para encaixe de porcas e cabeças de parafusos na chave tem área útil igual a S0 a 20 °C.
Quando a temperatura da chave é 250 °C, a área útil do orifício é S e a razão S/S0 é igual a
Considere um trilho de aço de 4000,0 cm de comprimento a 0 °C.
Qual seria, aproximadamente, em cm, a variação do comprimento do trilho se a temperatura da barra aumentasse para 50 °C?
Dado: coeficiente de dilatação linear do aço = 1,0 x 10-5 °C-1
Um recipiente de vidro de 1.000cm3 de volume (medido a 0°C) é preenchido completamente com um certo líquido a 0°C. O conjunto é aquecido até 100°C. São dados: o coeficiente de dilatação linear do vidro: αVIDRO = 3,0.10⁻⁵ °C⁻¹ ; coeficiente de dilatação linear do líquido: αLÍQUIDO = 1,5.10–4 °C–1 . É correto afirmar que
O Brasil e um pais de dimensões continentais, por isso deve fortalecer cada vez mais sua frota de trens e metros. O projeto dos trilhos dessas composições ferroviárias preve espaçamentos muito pequenos entre dois trilhos consecutivos porque:
Um inspetor da linha ferroviária verifica que os trilhos de aço possuem 12 m de comprimento a 22°C. Sabe-se que o coeficiente de dilatação linear do aço vale 1 x 10 -6 °C -1 . A variação do comprimento deste trilho, quando a temperatura ambiente varia de 22°C até 42°C, é:
Com relação à dilatação dos sólidos e líquidos isotrópicos, analise as proposições a seguir e dê como resposta a soma dos números associados às afirmações corretas.
(01) Um recipiente com dilatação desprezível contém certa massa de água na temperatura de 1°C , quando é, então, aquecido lentamente, sofrendo uma variação de temperatura de 6°C . Nesse caso, o volume da água primeiro aumenta e depois diminui.
(02) Quando se aquece uma placa metálica que apresenta um orifício, verifica-se que, com a dilatação da placa, a área do orifício aumenta.
(03) Quando um frasco completamente cheio de líquido é aquecido, este transborda um pouco. O volume de líquido transbordado mede a dilatação absoluta do líquido.
(04) O vidro pirex apresenta maior resistência ao choque térmico do que o vidro comum porque tem menor coeficiente de dilatação térmica do que o vidro comum.
(05) Sob pressão normal, quando uma massa de água é aquecida de 0 °C até 100 °C sua densidade sempre aumenta.
(06) Ao se elevar a temperatura de um sistema constituído
por três barras retas e idênticas de ferro interligadas de
modo a formarem um triângulo isósceles, os ângulos
internos desse triângulo não se alteram.
Em um recipiente termicamente isolado, de
capacidade térmica desprezível, introduz-se um cubo
de gelo a 0ºC, de massa igual a 135 g. Depois, calor
é fornecido ao gelo, até que ele apresente-se
completamente liquefeito e a uma temperatura de
4ºC. Quais são a variação aproximada do volume e a
quantidade total de calor fornecido? Considere que
todo o calor fornecido foi absorvido exclusivamente
pela água nos estados sólido e líquido.
Dados: dágua = 1,0 g/cm3 ; dgelo = 0,9 g/cm3 ;
calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g;
calor específico da água = 1 cal/gºC e
pressão atmosférica = 1 atm.
Nos últimos anos temos sido alertados sobre o aquecimento global. Estima-se que, mantendo-se as atuais taxas de aquecimento do planeta, haverá uma elevação do nível do mar causada, inclusive, pela expansão térmica, causando inundação em algumas regiões costeiras. Supondo, hipoteticamente, os oceanos como sistemas fechados e considerando que o coeficiente de dilatação volumétrica da água é aproximadamente 2 × 10–4 ºC–1 e que a profundidade média dos oceanos é de 4 km, um aquecimento global de 1 ºC elevaria o nível do mar, devido à expansão térmica, em, aproximadamente,
Quando colocamos um termômetro de mercúrio numa chama, a coluna de mercúrio desce um pouco antes de começar a subir porque
Uma barra de aço possui um comprimento de 5,000 m a uma temperatura de 20°C. Se aquecermos essa barra até que sua temperatura atinja 70°C, o comprimento final da barra, sabendo que o coeficiente de dilatação linear do aço é α = 12.10-6 °C-1 será de
Uma placa retangular de alumínio tem 10 cm de largura e 40 cm de comprimento, à temperatura de 40°C. Essa placa é aquecida até atingir a temperatura de 70°C. Sabendo que o coeficiente de dilatação superficial do alumínio é βal = 46.10-6 °C-1 , a área final desta placa retangular, nesta temperatura, será
Um cilindro com dilatação térmica desprezível possui volume de 25 litros. Nele estava contido um gás sob pressão de
4 atmosferas e temperatura de 227 °C. Uma válvula de controle do gás do cilindro foi aberta até que a pressão no
cilindro fosse de 1 atm. Verificou-se que, nessa situação, a temperatura do gás e do cilindro era a ambiente e
igual a 27 °C.
(Considere que a temperatura de 0 °C corresponde a 273 K)
Assinale a alternativa que apresenta o volume de gás que escapou do cilindro, em litros.
Julgue o item subsequente, a respeito da variação do tamanho ou volume de um material em consequência de mudança da temperatura.
Independentemente do estado físico, o coeficiente de expansão
de um material é sempre o mesmo.
Nas questões de Física, quando necessário, use aceleração da gravidade: g = 10 m/s2
densidade da água: d = 1,0 kg/L
calor específico da água: c = 1 cal/g °C
1 cal = 4 J
constante eletrostática: k = 9,0.109 N.m2 /C2
constante universal dos gases perfeitos: R = 8 J/mol.K
Consultando uma tabela da dilatação térmica dos sólidos verifica-se que o coeficiente de dilatação linear do ferro é 13.10-6 °C-1. Portanto, pode-se concluir que
Um estudante de Física, desejando medir o coeficiente de dilatação volumétrico de uma
substância líquida, preenche completamente um recipiente de 400 cm3 de volume interno com a
referida substância. O conjunto encontra-se inicialmente à temperatura de equilíbrio t1= 10 ºC e
é aquecido até a temperatura de equilíbrio t2= 90 ºC. O coeficiente de dilatação volumétrica do
recipiente é 4,0 · 10-5 ºC-1 . Sabendo que houve um transbordamento de 20 cm3 do líquido,
o coeficiente de dilatação da substância líquida é de
A partir da expressão de dilatação linear ( ∆l = α ⋅ l0 ⋅ ∆T), pode-se dizer que o coeficiente de dilatação linear (α) pode possuir como unidade
* Quando necessário, use g=10 m/s²,
sen 30° = cos 60° = 1/2 ,
sen 60° = cos 30° = √3/2 ,
sen 45° = cos 45° = √2/ 2 .
Um recipiente tem capacidade de 3.000 cm³ a 20 °C e está completamente cheio de um determinado líquido. Ao aquecer o conjunto até 120 °C, transbordam 27 cm³. O coeficiente de dilatação aparente desse líquido, em relação ao material de que é feito o recipiente é, em °C–1, igual a
Uma chapa de cobre, cujo coeficiente de dilatação linear vale 2.10-5 ºC-1 , tem um orifício de raio 10 cm a 25 ºC. Um pino cuja área da base é 314,5 cm2 a 25 ºC é preparado para ser introduzido no orifício da chapa. Dentre as opções abaixo, a temperatura da chapa, em ºC, que torna possível a entrada do pino no orifício, é
Adote π = 3,14
Um material de uso aeronáutico apresenta coeficiente de dilatação linear de 15.10-6 ºC-1. Uma placa quadrada e homogênea, confeccionada com este material, apresenta, a 20 ºC, 40 cm de lado. Qual o valor da área final desta placa, em m2 , quando a mesma for aquecida até 80 ºC?
Uma barra de aço, na temperatura de 59 ºF, apresenta 10,0 m de comprimento. Quando a temperatura da barra atingir 212 ºF, o comprimento final desta será de ........ m.
Adote:
Coeficiente de dilatação linear térmica do aço: 1,2.10-5 ºC-1.
Dilatação é um fenômeno térmico relativo
A maioria das substâncias tende a diminuir de volume (contração) com a diminuição da temperatura e tendem a aumentar de volume (dilatação) com o aumento da temperatura.
Assim, desconsiderando as exceções, quando diminuímos a temperatura de uma substância, sua densidade tende a
Obs.: Considere a pressão constante.
Na construção civil, utilizam-se os mais diferentes tipos de materiais, tais como concreto, aço, vidro e madeira. Assinale a alternativa que indica a propriedade física que mais deve ser levada em consideração ao se combinar esses materiais em uma estrutura.
Uma placa de vidro possui as dimensões de
1,0 m x 1,0 m x 1,0 cm
quando está à temperatura ambiente. Seu coeficiente de dilatação linear é 9 x 10-6 °C-1 . Se a placa sofrer uma variação de temperatura de 10 °C, de quanto será a variação de volume da placa, em cm3 ?
O coeficiente de dilatação linear de um determinado tipo de aço vale 1,2 × 10-5 / °C. Se um trilho de 10 metros de comprimento, constituído por esse tipo de aço, estiver sujeito a uma variação de temperatura de 50°C, sua dilatação linear total será de:
Considere que em um experimento realizado em um laboratório de ciências, um estudante utiliza duas peças distintas metálicas, uma de alumínio e outra de ferro. Ele percebe que, ao fornecer a mesma quantidade de calor para ambas as peças, elas apresentam a mesma variação de temperatura.
Isso se deve ao fato, principalmente, de que:
Um cubo de ferro, de volume v = 6 litros e temperatura to = 280°C, foi colocado em um ambiente com temperatura t. Após ter resfriado, constatou-se uma diminuição de 55,08 cm3 no volume do cubo. A temperatura t do ambiente é:
(Considere: α = 1,2 . 10–5 C –1 .)
o coeficiente de dilatação linear do mercúrio é 6, 00x10-5° C-1, e sua massa específica, a 0°C, é 13,60g/cm3. A massa específica do mercúrio, em g/cm3 , a 100°C, é
Dois blocos A e B de materiais distintos possuem massa de, respectivamente, 200 g e 100 g. Para que eles obtenham a mesma variação de temperatura, é necessário fornecer ao bloco A o triplo da quantidade de calor fornecida a B.
Nesse caso, pode-se afirmar que:
Um vasilhame de cobre com capacidade de um litro e cujo coeficiente de dilatação é 17 × 10-6 °C-1 foi completamente preenchido com líquido cujo coeficiente de dilatação volumétrica é igual a 5 × 10-4 °C-1. Inicialmente, o sistema (vasilhame + líquido) estava em equilíbrio térmico a 20 °C.
Considerando essas informações, assinale a opção que apresenta, de forma aproximada, a quantidade, em mL, de líquido que transbordará quando a temperatura do sistema elevar-se a 40 °C.
Para ferver três litros de água para fazer uma sopa, Dona Marize mantém uma panela de 500 g suspensa sobre a fogueira, presa em um galho de árvore por um fio de aço com 2 m de comprimento. Durante o processo de aquecimento, são gerados pulsos de 100 Hz em uma das extremidades do fio. Esse processo é interrompido com a observação de um regime estacionário de terceiro harmônico. Determine, aproximadamente, a massa de água restante na panela.
(Dados: densidade linear do aço = 10-3 Kg/m; aceleração da gravidade = 10 m/s2 e densidade da água = 1 Kg/L.)
A dilatação térmica dos materiais é um fenômeno que deve ser considerado em diversos projetos de equipamentos e estruturas.
Um cabo de aço (αaço = 0,00012/°C) de 30 m é utilizado em um elevador de carga.
Se, ao longo de um dia de trabalho, esse cabo sofrer uma variação de temperatura de 20°C, seu comprimento, em cm, será alterado em
O alumínio apresenta um coeficiente de dilatação linear de 23 x 10-6 K-1 . Um fio condutor elétrico de alumínio tinha 20 m a 25°C e, com a passagem de corrente, o fio chegou à temperatura de 75°C.
Qual foi a variação de comprimento do fio de alumínio, em mm?
Quando ocorrem variações exageradas de temperatura, um fenômeno comum que se pode observar é a dilatação dos corpos. Tal fenômeno é observado, por exemplo, em um local em que ocorre um incêndio.
Analisando a dilatação de dois objetos distintos, essa dilatação dependerá apenas da(o)
Analise as afirmações seguintes, sobre a dilatação de uma barra metálica, ao ser submetida a uma variação de temperatura.
Uma peça maciça de zinco tem a forma de um cubo, que à temperatura de 20 ºC possui uma aresta de 2,0 cm. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação linear do zinco é de 25 x 10-6 ºC-1, assinale a alternativa correta para a variação volumétrica dessa peça quando ela for submetida a uma temperatura de 100 ºC.
Na questão a seguir considere g = 10 m/s²
Um bloco maciço de zinco tem forma de cubo, com aresta de 20cm a 50°C. O coeficiente de dilatação linear médio do zinco é 25.10-6°C-1.
O valor, em cm3, que mais se aproxima do volume desse cubo a uma temperatura de -50°C é:
Um recipiente de volume Vo, constituído de material cujo coeficiente de dilatação linear é a R, encontra-se completamente cheio de um líquido, cujo coeficiente de dilatação real é γL. Sabe-se que, inicialmente, recipiente e líquido estão em equilíbrio térmico e que, aquecendo-se o conjunto, extravasa do recipiente um volume de líquido ΔV.