Curso: Engenharia Civil
Período: 2° período
Disciplina: Física Geral e Experimental II
Data: 03/02/2014
Prof.a: Érica Estanislau Muniz Faustino
1ª Etapa
ESTUDO DIRIGIDO TEMPERATURA E DILATAÇÃO
1- Um turista brasileiro sente-se mal
durante uma viagem à Nova Iorque. Ao
ser examinado em um hospital local a
enfermeira lhe diz que sua temperatura no
momento era 105°, mas que ele deveria
ficar tranquilo, pois já havia baixado 4°.
Após o susto, o turista percebeu que sua
temperatura havia sido medida em uma
escala Fahrenheit. Qual era a sua
temperatura anteriormente e qual sua
temperatura atual?
2- Um estudante de física criou uma
escala (°X), comparada com a escala
Celsius ele obteve o seguinte gráfico:
4- A temperatura do corpo humano é
36,5°C. Determine o valor dessa
temperatura na escala Fahrenheit.
5- Dois termômetros, um graduado na
escala Celsius e outro na escala
Fahrenheit, fornecem a mesma leitura
apara a temperatura de um gás. Determine
o valor dessa temperatura.
6- A temperatura corporal humana pode
variar entre 35ºC e 42ºC na escala Celsius.
a) Determine
os
valores
quando
temperatura desses limites na escala
absoluta kelvin.
b) Calcule a variação quando a
temperatura de uma pessoa se altera do
valor mínimo para o valor máximo
referido nas duas escalas.
7- Uma certa quantidade de água ao ser
aquecido de 0ºC a 4ºC, tem:
a) seu volume aumentado.
a) Qual a equação de conversão entre as
duas escalas?
b) sua massa aumentada.
b) Qual a temperatura do corpo humano
(37°C) nesta escala?
d) sua massa diminuída.
3- O gráfico ao lado estabelece a relação
entre a escala termométrica X e a Celsius.
Na escala X, o valor correspondente a 40º C
é:
a) 60º X b)65º X c) 70º X d) 75º X
c) sua densidade aumentada.
e) sua densidade diminuída.
8- Se dois corpos estão em equilíbrio
térmico entre si, pode-se afirmar
corretamente que eles:
a) Atingiram o volume mínimo;
b) Têm à mesma velocidade molecular;
c) Estão a mesma temperatura;
d) Têm o mesmo calor específico.
9-Diferencie calor de
Expresse suas unidades
Internacional.
temperatura.
no Sistema
10- A água tem um comportamento
diferente em relação a outros materiais no
ambiente quando sofre fusão. Explique
como é esse processo desenhando os
diagramas de volume e densidade.
11- O vidro pirex apresenta maior
resistência ao choque térmico do que o
vidro comum por que:
a) Possui alto coeficiente de rigidez.
b) Tem baixo coeficiente de dilatação
térmica.
c) Tem alto coeficiente de dilatação
térmica.
d) Tem alto calor específico.
12- Um frasco completamente cheio de
água é aquecido e transborda um pouco
deste líquido. O volume transbordado
mede:
a)A dilatação absoluta da água.
b) A dilatação absoluta do frasco.
c) A dilatação aparente da água.
d) A dilatação relativa do líquido.
13- Um pino metálico, a uma dada
temperatura, ajusta-se perfeitamente em
orifício de uma placa metálica. Se
somente a placa for aquecida, verifica-se:
a) Haverá apenas contração do orifício da
placa.
b) Haverá contração do pino e da placa.
c) O pino não mais passará pelo orifício.
d) O pino passará mais facilmente pelo
orifício.
14- Uma barra de 10° C comprimento de
90 m, sendo feita de um material cujo
coeficiente de dilatação linear médio vale
19 x 10-6 °C-1. A barra é aquecida até
20°C. Determine:
a) a dilatação ocorrida.
b) o comprimento final da barra.
15- Uma laje de concreto que, exposta ao
sol, está sujeita as variações climáticas, ao
amanhecer do dia, quando t = 20°C, ela
mede 5,00 m de largura por 8,00 m de
comprimento. Calcule o aumento de sua
área, ao meio dia, quando sua temperatura
é de 50°C. Dado αconcreto = 10 x10-6°C-1.
16- Mostre
que
a
expressão
A   . A0 . , que nos dá a dilatação de
uma chapa de área A0 quando sua
temperatura aumenta      0 , pode
ser escrita na forma A  A0 .(1   . ) ,
em que A é a área final da chapa. Em
seguida, use esta equação para determinar
a área, a 120°C, de uma chapa de ferro de
200 m2 inicialmente a 20°C.
17- O coeficiente de dilatação linear
médio de um sólido homogêneo é 12,2 x
10-6°C-1. Um cubo desse material tem
volume de 20 cm3 a 10°C. Determine o
aumento de volume experimentado pelo
cubo quando sua temperatura se eleva para
40°C.
18- Um tubo de ensaio apresenta a 0°C
um volume interno (limitado pelas
paredes) de 20 cm3. Determine o volume
interno desse tubo a 50°C. O coeficiente
de dilatação volumétrica médio do vidro é
25 x 10-6 °C-1 para o intervalo considerado.
19- Um recipiente de vidro de coeficiente
de dilatação linear médio 9 x 10-6°C-1 tem
volume de 100 cm3 a 0°C, estando
completamente cheio com liquido. Ao ser
aquecido ate 200°C, extravasam 5 cm3 de
liquido. Determine:
a) o coeficiente de dilatação aparente do
líquido;
b) o coeficiente de dilatação real do
líquido.
20- Um recipiente de vidro cujo volume
interno é de 1600 cm3 está cheio de
mercúrio a temperatura de 20ºC. Os
coeficientes de dilatação volumétrica do
vidro e do mercúrio são respectivamente,
γV = 2,7 x 10-5 ºC-1 e γM = 1,8 x 10-4 ºC-1.
Se o conjunto for aquecido à temperatura
de 120º C, qual é o volume de mercúrio
que transborda?
21- A fim de diminuir o risco de explosão
durante um incêndio, os botijões de gás
possuem um pequeno pino com aspecto de
parafuso, conhecido com plugue fusível.
Uma vez que a temperatura do botijão
chegue a 172ºF, a liga metálica desse
dispositivo de segurança se funde,
permitindo que o gás escape. Em termos
de escala do sistema internacional (SI), o
derretimento do plugue ocorre em que
temperatura?
22- Um poste de iluminação pública, feito
de aço tem um comprimento de 20,0 m
durante madrugada, quando a temperatura
é de 20ºC. Ao meio dia sob ação do sol, a
temperatura do poste se eleva para 50°C.
Se o coeficiente de dilatação térmica
linear do aço vale 1,5 x 10-5 °C-1. Qual o
valor do comprimento do poste ao meio
dia?
Gabarito
1) 42,7° C e 40,5°C
2) a)
; b) 19,2°C
3) c
4) 97,7°F
5) - 40°
6) a) 308 K e 315K b) 7°
7) c
8) c
9) conceitual.
10) conceitual.
11) b
12) c
13) d
14) a) 1,71 x10-2m ; b) 90,0171 m
15) 0,024 m2
16) 200, 24 m2
17) 0,02196 cm3
18) 20,025 cm3
19) a) 2,5 x 10-3 °C-1; b) 2,77 x 10-4°C-1.
20) 24,5 cm3
21) 350,78 K.
22) 20,009 m.