Dilatação Térmica dos Sólidos – Lista Básica
Prof. Vogt
1. Uma barra de cobre, homogênea e uniforme, mede
20m, a 0°C. Calcule a variação do comprimento dessa
barra, em milímetros, quando aquecida a 50°C. Dado:
–5
–1
coeficiente de dilatação linear do cobre = 1,6 · 10 °C .
2. Num laboratório, um aluno aquece de 50°C uma barra
metálica, observando que o seu comprimento aumenta
de 0,8mm. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação
–5
-1
linear do material da barra vale 2 · 10 ºC , calcule o seu
comprimento inicial.
3. Os trilhos de trem, normalmente de 20m de
comprimento, são colocados de modo a manter entre
duas pontas consecutivas uma pequena folga chamada
junta de dilatação. Isso evita que eles se espremam,
sofrendo deformações devido à ação do calor nos dias
quentes. Considere que uma variação de temperatura da
noite para o (meio) dia possa chegar a
(aproximadamente) 25°C, fazendo-os dilatar cerca de
5mm. Neste caso, qual o valor do coeficiente de
dilatação linear do material de que é feito o trilho?
4. Um estudante ouviu de um antigo engenheiro de uma
estrada de ferro que os trilhos de 10m de comprimento
haviam sido fixados ao chão com distância mínima de
4,4mm entre dois segmentos (o espaço entre os trilhos
possibilita sua dilatação).
Qual o valor do coeficiente de dilatação linear do material
dessa barra?
8. Uma barra possui comprimento de 100m na
temperatura de 0ºC. Se o coeficiente de dilatação linear
-6
-1
do material que constitui essa barra for 4,0.10 ºC , qual
o comprimento dela na temperatura de 100ºC?
-6
-1
9. O coeficiente de dilatação linear do ferro é 12.10 ºC .
Calcule:
a) o seu coeficiente de dilatação superficial.
b) o seu coeficiente de dilatação volumétrico.
10. Uma chapa metálica e quadrada de aresta 20cm se
encontra a 20ºC. Sendo o coeficiente de dilatação
-5
-1
superficial desse metal 2.10 ºC , qual o aumento da
área dessa chapa quando sua temperatura atingir
120ºC?
2
11. Um disco de latão de 50,0cm de área é perfurado,
2
ficando com um furo circular de 10,0cm na posição
indicada na figura. O coeficiente de dilatação linear do
–5
–1
latão é de 2 · 10 °C e essas áreas se referem à
temperatura ambiente. Se o disco for colocado em um
forno e a temperatura elevada de 100°C, a área do furo:
2
Com essas informações, o estudante resolveu calcular a
máxima variação de temperatura que os trilhos podem
ser submetidos sem se soltarem dos dormentes. Que
valor ele encontrou? Dado: coeficiente de dilatação linear
–5
–1
do aço = 1,1 · 10 °C
5. Uma régua de alumínio tem comprimento de 200,0cm
a 20°C. Qual o valor, em centímetros, do seu
comprimento a 60°C? Dado: coeficiente de dilatação
–5 o –1
linear do alumínio = 2,5 · 10 C
6. Um fio de cobre, com 1m de comprimento a 20°C, foi
colocado em um forno, dilatando-se até atingir 1012 mm.
Qual é a temperatura do forno, suposta constante? Dado
–5
–1
coeficiente de dilatação linear do cobre = 1,6 · 10 °C .
7. A figura abaixo representa o comprimento de uma
barra metálica em função de sua temperatura.
a) diminuirá de 0,12 cm
2
b) aumentará de 0,02 cm
2
c) diminuirá de 0,16 cm
2
d) aumentará de 0,04 cm
e) não sofrerá alteração
12. Em uma placa de ouro, há um pequeno orifício, que
–3
2
a 30 °C tem superfície de área 5·10 cm . A que
temperatura devemos levar essa placa para que a área
–5
2
do orifício aumente o correspondente a 6·10 cm ?
–6
Dado: coeficiente de dilatação linear do ouro = 15·10
–1
°C .
2
13. Um orifício numa panela de ferro, a 20°C, tem 10cm
de área. Se o coeficiente de dilatação linear do ferro é de
–5
–1
1,2 · 10 °C , qual será a área desse orifício a 270°C?
14. À temperatura de 15°C, encontramos uma chapa de
2
cobre com superfície de área 100,0cm . Que área terá
essa superfície se a chapa for aquecida até 515°C?
Dado: coeficiente de dilatação superficial do cobre = 3,2 ·
–5
–1
10 °C .
15. Um comerciante comprou, em Natal, 5000 litros de
um certo líquido cujo coeficiente de dilatação volumétrica
-3
-1
era 0,80.10 ºC . Esse líquido foi transportado e vendido
por litro no Rio Grande do Sul, onde a temperatura era
de 10ºC. Sabendo-se que a temperatura em Natal, no
dia da compra, era de 35ºC podemos dizer que o
comerciante teve um prejuízo de quantos litros?
16. Uma estatueta de ouro foi aquecida de 25°C a 75°C,
3
observando-se um aumento de 2,1cm em seu volume.
–6
–1
Sendo 14 · 10 °C o coeficiente de dilatação linear do
ouro, qual era o volume inicial dessa estatueta?
3
17. Um cubo de 500cm é aquecido e constata-se um
3
aumento de 3cm no seu volume. Qual foi a variação de
temperatura sofrida pelo cubo?
Dado: coeficiente de dilatação volumétrica do material do
–6
–1
cubo = 6,0 · 10 °C .
3
18. Ao aquecermos um sólido de 1000cm , de 20°C a
3
80°C, observamos que seu volume aumenta de 0,9cm .
Qual é o coeficiente de dilatação linear do material de
que é feito o sólido?
19. Um caminhão tanque é carregado com 12000 litros
de álcool em Paranaguá, cuja temperatura local e do
álcool é de 35ºC. Transporta o combustível para Curitiba
e descarrega-o à temperatura de 20ºC. Considerando
que o coeficiente de dilatação volumétrica do álcool é de
-3
-1
1,2.10 ºC . Qual o volume descarregado? Esse valor
encontrado foi inferior ou superior ao carregado?
20. O coeficiente de dilatação linear do alumínio é 2,2 ·
–5
–1
10 °C . Um cubo de alumínio com volume de 5L é
aquecido de 40 °F até 76°F. Qual é a variação
aproximada do volume do cubo?
Gabarito
1.
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10.
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14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
16 mm
800 mm
–5
–1
1,0 · 10 °C
40ºC
200,2 cm
770 °C
–5
–1
4,0 · 10 °C
100,04 m
-6
–1
-6
–1
24 .10 °C b) 36 .10 °C
2
0,8 cm
D
430°C
2
10,06cm
2
101,6cm
prejuízo de 100 litros
3
1000cm
o
1000 C
–6
–1
5 · 10 °C
11784 litros (inferior ao carregado).
–3
6,6 · 10 L
2