Termologia
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Carl Sagan
Termologia
LISTA 46 – DILATAÇÃO TÉRMICA
01. (FUVEST) Uma lâmina bimetálica de bronze e ferro, na temperatura ambiente, é fixada por uma de suas extremidades, como visto na figura abaixo.
Nessa situação, a lâmina está plana e horizontal. A seguir, ela é aquecida por uma chama de gás. Após algum tempo de aquecimento, a forma assumida pela lâmina será mais adequadamente representada pela figura:
02. (FUVEST)
Para ilustrar a dilatação dos corpos, um grupo de estudantes apresenta, em uma feira de ciências, o instrumento esquematizado na figura acima. Nessa montagem, uma barra de alumínio com 30 cm de comprimento está apoiada sobre dois suportes, tendo uma extremidade presa ao ponto inferior do ponteiro indicador e a outra encostada num anteparo fixo. O ponteiro pode girar livremente em torno do ponto O, sendo que o comprimento de sua parte superior é10 cm e, o da inferior, 2 cm. Se a barra de alumínio, inicialmente à temperatura de 25ºC, for aquecida a 225ºC, o deslocamento da extremidade superior do ponteiro será, aproximadamente, de
a) 1 mm.
b) 3 mm.
c) 6 mm.
d) 12 mm.
e) 30 mm.
NOTE E ADOTE
Coeficiente de dilatação linear do alumínio: 2 x 10-5 ºC-1.
03. (UNESP) Dois copos de vidro iguais, em equilíbrio térmico com a temperatura ambiente, foram guardados, um dentro do outro, conforme mostra a figura. Uma pessoa, ao tentar desencaixá-los, não obteve sucesso. Para separá-los, resolveu colocar em prática seus conhecimentos da física térmica.
De acordo com a física térmica, o único procedimento capaz de separá-los é:
(A) mergulhar o copo B em água em equilíbrio térmico com cubos de gelo e encher o copo A com água à temperatura ambiente.
(B) colocar água quente (superior à temperatura ambiente) no copo A.
(C) mergulhar o copo B em água gelada (inferior à temperatura ambiente) e deixar o copo A sem líquido.
(D) encher o copo A com água quente (superior à temperatura ambiente) e mergulhar o copo B em água gelada (inferior à temperatura ambiente).
(E) encher o copo A com água gelada (inferior à temperatura ambiente) e mergulhar o copo B em água quente (superior à temperatura ambiente).
04. Uma chapa plana, de uma liga metálica de coeficiente linear 2 x 10-5 ºC-1, tem área A0 à temperatura de 25ºC. Quando aquecida, até determinada temperatura, sua área aumenta 1%. Calcule essa temperatura.
05. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto abaixo, na ordem em que aparecem. A figura que segue representa um anel de alumínio homogêneo, de raio interno Ra raio externo Rb, que se encontra à temperatura ambiente
Se o anel for aquecido até a temperatura de 200 °C, o raio Ra ________________ e o raio Rb ________________.
a) aumentará – aumentará
b) aumentará – permanecerá constante
c) permanecerá constante – aumentará
d) diminuirá – aumentará
e) diminuirá – permanecerá constante
06. João, chefe de uma oficina mecânica, precisa encaixar um eixo de aço em um anel de latão, como mostrado nesta figura.
À temperatura ambiente, o diâmetro do eixo é maior que o do orifício do anel. Sabe-se que o coeficiente de dilatação térmica do latão é maior que o do aço. Diante disso, são sugeridos a João alguns procedimentos, descritos nas alternativas abaixo, para encaixar o eixo no anel. Assinale a alternativa que apresenta um procedimento que não permite esse encaixe.
a) Resfriar apenas o eixo.
b) Aquecer apenas o anel.
c) Resfriar o eixo e o anel.
d) Aquecer o eixo e o anel.
07. (FAMERP) À temperatura de 20ºC, uma arruela (disco metálico com um orifício central) tem raio externo R e raio interno r.
Elevando-se igualmente a temperatura de todas as partes da arruela de um valor ∆θ, o raio externo dilata-se de um valor ∆R e o raio interno dilata-se de
08. A figura mostra um balanço AB suspenso por fios, presos ao teto. Os fios têm coeficientes de dilatação linear αA = 1,5×10-5 K-1 e αB = 2, x10-5 K-1, e comprimentos LA e LB, respectivamente na temperatura T0. Considere LB = 72 cm, determine o comprimento LA, em cm, para que o balanço permaneça sempre na horizontal (paralelo ao teto).
09. (FAMERP) Na ponte Rio-Niterói há aberturas, chamadas juntas de dilatação, que têm a função de acomodar a movimentação das estruturas devido às variações de temperatura.
De acordo com a empresa que administra a ponte, no trecho sobre a Baía de Guanabara as juntas de dilatação existem a cada 400 m, com cerca de 12 cm de abertura quando a temperatura está a 25 ºC. Sabendo que o coeficiente de dilatação linear do material que compõe a estrutura da ponte é 1,2 × 10– 5 ºC–1, a máxima temperatura que o trecho da ponte sobre a Baía de Guanabara pode atingir, sem que suas partes se comprimam umas contra as outras, é
(A) 70 ºC.
(B) 65 ºC.
(C) 55 ºC.
(D) 50 ºC.
(E) 45 ºC.
10. (ALBERT EINSTEIN 2023) No início de um dia, uma piscina de fundo plano e horizontal continha água a 15ºC, até o nível de 1 cm abaixo da borda. Nesse dia, quando a água foi aquecida a 35ºC, a piscina ficou completamente cheia, como mostra a figura.
Sabendo que a dilatação volumétrica sofrida por um líquido é diretamente proporcional ao volume inicial desse líquido e à variação de temperatura sofrida por ele, e considerando que o coeficiente de dilatação volumétrica da água nessa faixa de temperatura é 2 × 10–4 ºC–1, a profundidade H dessa piscina é de, aproximadamente,
(A) 2,0 m.
(B) 1,5 m.
(C) 2,5 m.
(D) 1,0 m.
(E) 0,5 m.
Respostas
1- D
2- C
3- E
4- 275ºC
5- A
6- C
7- C
8- 96 cm
9- D
10- C