Correção prova cumulativa
202
Questão 1
Um recipiente de vidro de coeficiente de dilatação
linear médio 9 . 10 – 6 oC – 1 tem volume de 200 cm3 a
0oC, estando completamente cheio com um líquido.
Ao ser aquecido até 100oC, extravasam 15 cm3 de
líquido. Determine:
O coeficiente de dilatação real. (real)
Resolução
V  V0T
V f  Vo  V0 (T f  To )
215 200  200. (100  0)
15  200.100
15
 
 0,00075 7,5.10 4 º C 1
20000
 aparente   real   recipiente
7,5.10 4   real  9.10 6
 real  7,59.10 4 º C 1
Questão 2
Em relação ao comportamento térmico dos líquidos, assinale a
alternativa correta:
A( )
Sempre que aquecermos um líquido, ele sofrerá um aumento de volume.
B( )
O comportamento anômalo da água indica que, acima de 4oC, ela
diminui seu volume ao ser aquecida.
C( )
Ao aquecermos um certo volume de água de 0oC a 100oC, esta
aumentará seu volume de 0oC a 4oC e diminuirá seu volume de 4oC a
100oC.
D( )
Ao aquecermos um certo volume de água de 0oC a 100oC, esta diminuirá
seu volume de 0oC a 4oC e aumentará seu volume após 4oC até 100oC.
E( )
A água se comporta, termicamente, como a maioria das substâncias.
Resolução
O comportamento anômalo da água nos diz que de 0ºC
á 4ºC ao invés das moléculas ficarem mais afastadas o
que acarretaria maior volume e consequentemente
menor densidade, as moléculas ficam mais juntas,
diminuindo
seu
volume
e
consequentemente
aumentando de densidade.
Portanto a alternativa correta é a letra D
Simulação site positivo.
Questão 3
Explique fisicamente de maneira clara:
a) Como devem ser colocados os fios nos postes
de eletricidade (entre um e outro) justificando sua
explicação.
b) Por que a água dos rios, mesmo a temperatura
menores do que zero grau Celsius, não congela
abaixo da superfície.
c) Faça uma pergunta relacionada ao conteúdo e
a responda.
Resolução
a) Nem muito esticado, para não romper em dias de baixas
temperaturas (contração),
nem muito solto, para não ficar muito baixo, evitando acidentes
em dias de altas
temperaturas (dilatação).
b) Por causa da dilatação anômala da água. Quando a
temperatura passa de 4ºC a 0ºC
o volume aumenta (ficando menos densos que os líquidos abaixo
da superfície), ou seja, os líquidos mais frios ficam na superfície
congelando. O gelo é um isolante térmico dessa forma a
temperatura abaixo da superfície se mantem a temperatura de
4ºC .
c) Resposta individual.
Questão 4
Um mecânico de automóveis precisa soltar um anel que está fortemente preso a um
eixo. Sabe-se que o anel é feito de aço, de coeficiente de dilatação linear 1,1 . 10 –5 ºC –
1 e o eixo, de alumínio, cujo coeficiente de dilatação linear vale 2,3 . 10 –5ºC–1. O anel e
o eixo encontram-se a uma mesma temperatura inicial e não estão soldados entre si. Se
fizermos variar adequadamente a(s) temperatura(s) do eixo e(ou) do anel, a experiência
mostrará que o eixo poderá se soltar do anel. As afirmações a seguir sugerem
procedimentos que poderão fazer com que o eixo solte-se do anel. Analise-as e marque
V naquelas em que o eixo se soltará do anel (supondo que a variação da temperatura
seja suficiente) e F no caso contrário.
V
F
( ) ( ) Resfriar somente o anel.
( ) ( ) Resfriar somente o eixo.
( ) ( ) Resfriar todo o conjunto
( ) ( ) Aquecer somente o eixo.
( ) ( ) Aquecer todo o conjunto.
Resolução
F- pois se diminuímos a temperatura do anel ele apertará ainda
mais o eixo.
V- Se resfriarmos o eixo ele diminuirá suas diminuições
soltando-se.
V- Se resfriamos todo o conjunto quem diminui mais as
dimensões, por haver mais coeficiente de dilatação linear, é o
eixo, portanto ele é solto
F- Se aquecermos o eixo este ficará mais apertado no anel, pois
aumenta suas dimensões
F- Se aquecermos todo o conjunto novamente quem variará
mais de dimensão por haver mais coeficiente de dilatação
linear, é o eixo, portanto ele ficará mais preso ao anel.
Questão 5
No interior de um calorímetro ideal, contendo inicialmente 400 g de gelo
à temperatura de –20°C, são colocados 500 g de água à temperatura de
90°C. Considere-se que o calor específico do gelo é 0,5 cal/g°C e que o
calor latente de solidificação da água é –80 cal/g. A temperatura final de
equilíbrio no interior do calorímetro é de:
A-( )
B-( )
C-( )
D-( )
E-( )
–10°C
– 4,4°C
0°C
7,1°C
10°C
Resolução
1) Gelo vai de -20 até 0 graus:
Q=m.c.Δt, logo Q=400.0,5.(0-[-20]), logo Q=200.20=4000cal
2) Gelo derrete:
Q=mL, logo Q=400.80=32000cal
3) Gelo derretido vai de 0 até "t":
Q=m.c.Δt, logo Q=400.1.(t-0)=400t
4) Água vai de 90 graus até "t":
Q=m.c.Δt, logo Q=500.1.(t-90), logo Q=500(t-90)
Soma dos Q=0:
4000+32000+400t+500(t-90)=0, logo 36000+400t+500t-45000=0, logo 900t=9000, logo
t=10 (Letra E)
OBS: O calor latente de solidificação da água é –80 cal/g, como ele está derretendo e
não se solidificando usou-se 80 cal/g.
Questão 6
A imprensa tem noticiado as temperaturas anormalmente altas que vêm
ocorrendo no atual verão, no Hemisfério Norte. Assinale a opção que
indica a dilatação (em cm) que um trilho de 100 m sofreria devido a uma
variação de temperatura igual a 20oC, sabendo que o coeficiente linear de
dilatação térmica do trilho vale = 1,2 x 10–5 por grau centígrado:
A-( )
B-( )
C-( )
3,6
2,4
1,2
D-( )
1,2 x 10–3
E-( )
2,4 x 10–3
Resolução-B
L  L0 . .T
L  100.1,2.10 .20
5
5
L  2400.10
2
L  2,4.10 m  2,4cm
Re spostaB
Questão 7
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 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.
Resolução-B
Deve ser o alumínio, pois ele apresenta maior coeficiente
de dilatação linear e apresentando maior coeficiente ele
varia mais amplamente suas dimensões com as
variações de temperatura. Pode-se ver isto pela equação
da variação linear de comprimento:
L  L0 . .T
Questão 8
Se duas barras metálicas feitas de mesmo material, mas de
comprimentos diferentes, sofrerem uma mesma variação de
temperatura:
A-( )
B-( )
C-( )
D-( )
E-( )
a barra inicialmente mais curta apresentará maior dilatação
térmica;
a barra inicialmente mais longa apresentará maior dilatação
térmica;
as barras se dilatarão igualmente, por serem feitas de um mesmo
material;
as barras se dilatarão igualmente, por terem sido submetidas à
mesma variação de temperatura;
as barras mantêm seus comprimentos inalterados por serem feitas
do mesmo material e terem sido submetidas à mesma variação de
temperatura.
Resolução-B
L  L0 . .T
Observando a equação acima, pode-se ver que a variação
no comprimento de uma barra é diretamente proporcional ao
comprimento inicial da barra, ao coeficiente de dilatação
linear (que por sua vez depende do material) e da variação
da temperatura. Como a variação de temperatura a que as
duas barras estão submetidas são as mesmas e como elas
são feitas do mesmo material, a variação do comprimento
irá depender apenas do comprimento inicial, portanto a
barra inicialmente mais comprida terá maior variação em
seu comprimento quando sujeita a mesma variação de
temperatura.
Questão 9
Uma pessoa retira da geladeira uma garrafa plástica e um recipiente de
alumínio, ambos contendo água, após ficarem o mesmo tempo em seu
interior, tendo a sensação de que o alumínio está mais frio que o plástico.
A temperatura do recipiente de alumínio é _____________ à temperatura
da garrafa plástica e as sensações térmicas são diferentes porque o
alumínio __________________________ que o plástico.
A - ( ) igual – tem maior calor específico;
B - ( ) maior – é pior condutor de calor;
C - ( ) menor – é pior condutor de calor;
D - ( ) igual – é melhor condutor de calor;
E - ( ) menor – tem menor calor específico.
Resolução-D
A garrafa plástica e o recipiente de alumínio estão a
mesma temperatura, pode-se concluir isto, pois ambos
ficaram o mesmo tempo no interior do refrigerador,
entrando em equilíbrio térmico com ele.
O alumínio parece estar mais frio pois ele é melhor
condutor de calor. Como vimos os condutores
apresentam elétrons que não estão presos aos átomos,
assim estes podem levar mais facilmente a energia
contida em um corpo com temperatura superior. Assim
temos a sensação de que o alumínio é mais frio, pois a
energia interna do nosso corpo é mais facilmente
passada para o alumínio do que para o plástico que é
um isolante.
Questão 10
Ao nível do mar, a água ferve a 100°C. Assinale a alternativa que indica
o ponto de congelamento e o ponto de fervura da água, em
Guaramiranga, cidade localizada a cerca de 1 000 m de altitude.
A-( )
B-( )
A água congela abaixo de 0°C e ferve acima de 100°C.
A água congela acima de 0°C e ferve acima de 100°C.
C-(X)
D-( )
E-( )
A água congela abaixo de 0°C e ferve abaixo de 100°C.
A água congela acima de 0°C e ferve abaixo de 100°C.
A água congela a 0°C e ferve a 100°C.
Resolução-C
Quanto maior a altitude, menor a pressão e,
acontece uma baixa do ponto de ebulição e
elevação do ponto de fusão.
Questão 11
A temperatura de ebulição do nitrogênio, sob pressão normal, é 77 K.
Na escala Celsius, essa temperatura se escreve:
A-( )
– 350ºC
B-( )
– 175ºC
C-( )
– 100ºC
D-( )
– 196ºC
E-( )
– 160ºC
Resolução-D
C=K-273
C=77-273
C=-196 ºC
Questão 12
Um cientista construiu uma escala termométrica, em que a temperatura
de fusão do gelo era de – 50º e a temperatura de ebulição da água 150º.
O zero grau dessa escala corresponde, em graus Celsius, a:
A-( )
B-( )
C-( )
D-( )
E-( )
25º
0º
-50º
50º
um valor diferente dos
mencionados
Resolução- A
150 (50) 100 0

0  (50)
x0
200 100

50
x
200x  5000
5000
x
 x  25º C
200
Questão 13
Na dilatação de um líquido:
A-( )
B-( )
C-( )
D-( )
E-( )
a dilatação do frasco não influi na dilatação aparente;
a dilatação real é igual à diferença entre a dilatação
aparente e a do frasco, mesmo que ambas sejam positivas;
a dilatação aparente não depende do líquido;
a dilatação real é igual à soma entre a aparente
e a do frasco;
a dilatação real do líquido depende do frasco.
Resolução-D
A dilatação aparente é quanto derrama do recipiente quando está cheio.
A)
Entretanto, como vemos na figura abaixo, o recipiente também dilata, assim o
volume que derrama (aparente) é menor do que o real. Portanto, a dilatação do
frasco influencia na dilatação aparente.
B) A dilatação real é igual a dilatação aparente (líquido que transborda) mais a
dilatação do frasco.
C) Como nos sólidos, dependendo do líquido há mais ou menos dilatação, ou
seja, mais ou menos líquidos iriam transbordar. Desta forma, a dilatação
aparente depende do líquido.
D) a dilatação real é igual à soma entre a aparente e a do frasco.
E) A dilatação real do líquido apenas depende do próprio líquido.
Questão 14
Escolha um dos experimentos apresentados em sala de aula e
complete abaixo:
a) Assunto.
b) Funcionamento.
c) Explicação
Resolução
Vídeo:
http://www.youtube.com/watch?v=ADlYJ4TsPRg
Simulação:
http://www.educacional.com.br/multimidia/capa.asp?idPublicacao=72282&Para
m=2%2C1#capa
a) Assunto: dilatação dos líquidos.
b) Funcionamento. Primeiro assista ao vídeo, ache o erro contido nele. Depois
veja a simulação referente a dilação dos líquidos.
c) Resumo da explicação: Ao colocarmos vários líquidos que estão a
temperatura em um local onde a temperatura é mais elevada ela aumenta
de volume, pois as moléculas constituintes ficam mais afastadas,
diminuindo de volume. Quando os frascos são retirados do reservatório
quente para um gelado, o volume não fica igual a quando estava a
temperatura ambiente mas com volume menor, pois as moléculas
constituintes do material ficaram mais próximas.
Questão 15-Mapa conceitual
Fonte: http://www.ufsm.br/gef/Mapas/calor.htm
Ótimos estudos