FÍSICA – SETOR A
Prof. Cazuza e Raphael
1. (G1 - cftmg 2011) Um recipiente cilíndrico, de vidro, de 500ml está completamente cheio de mercúrio, a
temperatura de 22ºC. Esse conjunto foi colocado em um freezer a - 18ºC e, após atingir o equilíbrio
térmico, verificou-se um
Dados - Constantes físicas:
Coeficiente de dilatação linear do vidro: αv = 1,0 ⋅ 10 −5 º C−1 .
Coeficiente de dilatação volumétrica do mercúrio: γHg = 0,20 ⋅ 10−3 º C−1 .
Constante da lei de Coulomb (para o vácuo): K 0 = 9,0 ⋅ 109 N ⋅ m2 / C2 .
a) transbordamento de 3,4ml de mercúrio.
b) transbordamento de 3,8ml de mercúrio.
c) espaço vazio de 3,4ml no recipiente.
d) espaço vazio de 3,8ml no recipiente.
2
2
2. (Mackenzie 2010) Uma chapa metálica de área 1 m , ao sofrer certo aquecimento, dilata de 0,36 mm .
Com a mesma variação de temperatura, um cubo de mesmo material, com volume inicial de 1
dm3, dilatará:
a) 0,72 mm3
3
b) 0,54 mm
3
c) 0,36 mm
3
d) 0,27 mm
3
e) 0,18 mm
3
3. (Ufop 2010) Um recipiente, cujo volume é exatamente 1.000 cm , à temperatura de 20 °C, está
completamente cheio de glicerina a essa temperatura. Quando o conjunto é aquecido até 100 ºC, são
3
entornados 38,0 cm de glicerina.
-3
Dado: coeficiente de dilatação volumétrico da glicerina = 0,5 x 10 ºC-1.
Calcule:
a) a dilatação real da glicerina;
b) a dilatação do frasco;
c) o valor do coeficiente de dilatação volumétrica do recipiente.
4. (Ufpe 2008) Em uma chapa metálica é feito um orifício circular do mesmo tamanho de uma moeda. O
°
conjunto (chapa com a moeda no orifício), inicialmente a 25 C, é levado a um forno e aquecido até
°
225 C. Após o aquecimento, verifica-se que o orifício na chapa ficou maior do que a moeda. Dentre as
afirmativas a seguir, indique a que está correta.
a) O coeficiente de dilatação da moeda é maior do que o da chapa metálica.
b) O coeficiente de dilatação da moeda é menor do que o da chapa metálica.
c) O coeficiente de dilatação da moeda é igual ao da chapa metálica, mas o orifício se dilatou mais porque
a chapa é maior que a moeda.
d) O coeficiente de dilatação da moeda é igual ao da chapa metálica, mas o orifício se dilatou mais porque
o seu interior é vazio.
e) Nada se pode afirmar sobre os coeficientes de dilatação da moeda e da chapa, pois não é dado o
tamanho inicial da chapa.
5. (Puc-rio 2007) Uma chapa quadrada, feita de um material encontrado no planeta Marte, tem área
2
°
°
A = 100,0 cm a uma temperatura de 100 C. A uma temperatura de 0,0 C, qual será a área da chapa
2
-3 °
em cm ? Considere que o coeficiente de expansão linear do material é α = 2,0 × 10 / C.
a) 74,0
b) 64,0
c) 54,0
d) 44,0
e) 34,0
1
6. (Ufmg 2003) Uma lâmina bimetálica é constituída de duas placas de materiais diferentes, M1 e M2,
presas uma à outra. Essa lâmina pode ser utilizada como interruptor térmico para ligar ou desligar um
circuito elétrico, como representado, esquematicamente na figura I:
Quando a temperatura das placas aumenta, elas dilatam-se e a lâmina curva-se fechando o circuito elétrico,
como mostrado na figura II.
Esta tabela mostra o coeficiente de dilatação linear α de diferentes materiais:
Considere que o material M1 é cobre e o outro, M2, deve ser escolhido entre os listados nessa tabela.
Para que o circuito seja ligado com o MENOR aumento de temperatura, o material da lâmina M2 deve ser o
a) aço.
b) alumínio.
c) bronze.
d) níquel.
7. (Uepg 2001) A figura a seguir mostra dois frascos de vidro (1 e 2), vazios, ambos com tampas de um
mesmo material indeformável, que é diferente do vidro. As duas tampas estão plenamente ajustadas aos
frascos, uma internamente e outra externamente. No que respeita à dilatabilidade desses materiais, e
considerando αv que é o coeficiente de expansão dos dois vidros e que αt é o coeficiente de expansão
das duas tampas, assinale o que for correto.
01) Sendo αt menor que αv, se elevarmos a temperatura dos dois conjuntos, o vidro 1 se romperá.
02) Sendo αt maior que αv, se elevarmos a temperatura dos dois conjuntos, o vidro 2 se romperá.
04) Sendo αt menor que αv, se elevarmos a temperatura dos dois conjuntos, ambos se romperão.
08) Sendo αt maior que αv, se diminuirmos a temperatura dos dois conjuntos, o vidro 1 se romperá.
16) Qualquer que seja a variação a que submetermos os dois conjuntos, nada ocorrerá com os frascos e
com as tampas.
8. (Unirio 2000) Um aluno pegou uma fina placa metálica e nela recortou um disco de raio r. Em seguida,
fez um anel também de raio r com um fio muito fino do mesmo material da placa. Inicialmente, todos os
corpos encontravam-se à mesma temperatura e, nessa situação, tanto o disco quanto o anel
encaixavam-se perfeitamente no orifício da placa. Em seguida, a placa, o disco e o anel foram colocados
dentro de uma geladeira até alcançarem o equilíbrio térmico com ela. Depois de retirar o material da
geladeira, o que o aluno pôde observar?
a) Tanto o disco quanto o anel continuam encaixando-se no orifício na placa.
b) O anel encaixa-se no orifício, mas o disco, não.
c) O disco passa pelo orifício, mas o anel, não.
d) Nem o disco nem o anel se encaixam mais no orifício, pois ambos aumentaram de tamanho.
e) Nem o disco nem o anel se encaixam mais no orifício, pois ambos diminuíram de tamanho.
2
9. (Ufv 1999) A figura a seguir ilustra um arame rígido de aço, cujas extremidades estão
distanciadas de "L".
°
Alterando-se sua temperatura, de 293K para 100 C, pode-se afirmar que a distância "L":
a) diminui, pois o arame aumenta de comprimento, fazendo com que suas
extremidades fiquem mais próximas.
b) diminui, pois o arame contrai com a diminuição da temperatura.
c) aumenta, pois o arame diminui de comprimento, fazendo com que suas
extremidades fiquem mais afastadas.
d) não varia, pois a dilatação linear do arame é compensada pelo aumento
do raio "R".
e) aumenta, pois a área do círculo de raio "R" aumenta com a temperatura.
10. (Ufmg 1997) O coeficiente de dilatação térmica do alumínio (Aℓ) é, aproximadamente, duas vezes o
coeficiente de dilatação térmica do ferro (Fe). A figura mostra duas peças onde um anel feito de um
desses metais envolve um disco feito do outro. Á temperatura ambiente, os discos estão
presos aos anéis.
Se as duas peças forem aquecidas uniformemente, é correto afirmar que
a) apenas o disco de Aℓ se soltará do anel de Fe.
b) apenas o disco de Fe se soltará do anel de Aℓ.
c) os dois discos se soltarão dos respectivos anéis.
d) os discos não se soltarão dos anéis.
GABARITO
Resposta da questão 1: [C]
ΔVap = V0 ( γHg − γ vidro )Δθ → ΔVap
= 500(0,2x10 −3 − 3x1x10 −5 )( −18 − 22) = −3,4mL
Resposta da questão 2: [B]
Dados: A0 = 1 m2 = 106 mm2; ΔA = 0,36 mm2 e V0 = 1 dm3 = 106 mm3.
6
0,36 = 10 2 α ΔT
α ΔT = 0,366 = 0,18
.
ΔA = A0 2 α ΔT
6
⇒
ΔV = V 3 α ΔT ⇒ ΔV = 10
6
0
⇒
3
0,18
106
2 × 10
⇒ ΔV = 0,54 mm .
10
3
Resposta da questão 3:
a) Dados: V0 = 1.000 cm3; ΔT = 100 – 20 = 80 °C; γG = 0,5 × 10–3 °C–1.
A dilatação real da glicerina é:
–3
ΔVG = V0 γG ΔT = 1.000(0,5×10 ) (80)
3
ΔVG = 40 cm .
⇒
b) Dado: ΔVap = 38 cm3.
O volume de glicerina extravasado corresponde à dilatação aparente (ΔVap) da glicerina. A dilatação do
frasco (ΔVF) corresponde à diferença entre a dilatação real e a aparente.
ΔVF = ΔVG – ΔVap = 40 – 38
3
ΔVF = 2 cm .
⇒
3
c) Calculando a o coeficiente de dilatação volumétrica do recipiente (frasco):
ΔVF
2
ΔVF = V0 γF ΔT
γF =
=
V0 ΔT 1.000 (80)
⇒
⇒
–5
–1
ΔVF = 2,5 x 10 °C .
Resposta da questão 4: [B]
Resposta da questão 5: [B]
Resposta da questão 6: [B]
Resposta da questão 7: 11
Resposta da questão 8: [A]
Resposta da questão 9: [E]
Com o aumento da temperatura a área do círculo aumentará, logo, a distância entre as pontas também
aumentará.
Resposta da questão 10: [B]
4