EXERCÍCIOS PARA ESTUDOS – DILATAÇÃO TÉRMICA
Prof. Peixinho - 06/02/2010
1. (Unesp 89) O coeficiente de dilatação linear médio de um certo material é ‘ = 5,0.10­¦ (°C)­¢ e a sua massa
específica a 0 °C é ›³.
Calcule de quantos por cento varia (cresce ou decresce) a massa específica desse material quando um bloco é
levado de 0 °C a 300 °C.
2. (Ufpe 95) Deseja-se fechar um furo de 24, 95 cm£ de área, no centro de um disco de magnésio, com um disco
de 25, 05 cm£ de alumínio. Para tal, pode-se aquecer o disco de magnésio e resfriar o disco de alumínio e, em
seguida, colocar o disco no furo. Assuma que, em módulo, as variações de temperatura a que são submetidos o
alumínio e o magnésio são iguais, e que os coeficientes de dilatação linear deles também são iguais (‘ = 25 ×
10-§ °C-¢). Determine o módulo do inteiro mais próximo que representa a menor variação de temperatura
necessária para colocar o disco de alumínio no furo do disco de magnésio.
3. (Fuvest 92) Adote: calor específico da água: 1 cal/g.°C
A 10 °C, 100 gotas idênticas de um líquido ocupam um volume de 1,0 cm¤. A 60 °C, o volume ocupado pelo líquido
é de 1,01 cm¤. Calcule:
a) A massa de 1 gota de líquido a 10 °C, sabendo-se que sua densidade, a esta temperatura, é de 0,90 g/cm¤.
b) o coeficiente de dilatação volumétrica do líquido.
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO
(Ufba 96) Na(s) questão(ões) a seguir escreva nos parênteses a soma dos itens corretos.
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4. A figura a seguir representa um balão, de volume V³, feito de material isótropo de coeficiente de dilatação linear
‘. O balão está completamente cheio de um líquido de coeficiente de dilatação volumétrica – e de massa
específica ˜³, à temperatura š³. Quando a temperatura do balão é aumentada de К, extravasa o volume VÛ do
líquido.
Nessas condições, pode-se afirmar:
(01) O raio R diminui, quando a temperatura do balão aumenta.
(02) O balão se dilata como se fosse maciço.
(04) O coeficiente de dilatação aparente do líquido é expresso por –+3‘.
(08) Após a variação de temperatura К, a massa específica do líquido passa a ser expressa por
˜³(1+–К)­¢.
(16) A dilatação do balão é igual a V³–К-VÛ.
Soma (
)
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO
(Ufpr 95) Na(s) questão(ões) a seguir, escreva no espaço apropriado a soma dos itens corretos.
5. Um recipiente termicamente isolado contém 500 g de água na qual se mergulha uma barra metálica
homogênea de 250 g. A temperatura inicial da água é 25,0 °C e a da barra 80,0 °C. Considere o calor específico
da água igual a 1,00 cal/g.°C, o do metal igual a 0,200 cal/g.°C e despreze a capacidade térmica do recipiente.
Com base nesses dados, é correto afirmar que:
(01) A temperatura final de equilíbrio térmico é de 52,5 °C.
(02) O comprimento da barra permanece constante durante o processo de troca de calor.
(04) A temperatura inicial da barra, na escala kelvin, é de 353 K.
(08) A quantidade de calor recebida pela água é igual à cedida pela barra.
(16) A energia interna final da água, no equilíbrio térmico, é menor que sua energia interna inicial.
Soma = (
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)
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6. (Cesgranrio 98) Misturando-se convenientemente água e álcool, é possível fazer com que uma gota de óleo
fique imersa, em repouso, no interior dessa mistura, como exemplifica o desenho a seguir. Os coeficientes de
dilatação térmica da mistura e do óleo valem, respectivamente, 2,0.10-¥/°C e 5,0.10-¥/°C
Esfriando-se o conjunto e supondo-se que o álcool não evapore, o volume da gota:
a) diminuirá e ela tenderá a descer.
b) diminuirá e ela tenderá a subir.
c) diminuirá e ela permanecerá em repouso.
d) aumentará e ela tenderá a subir.
e) aumentará e ela tenderá a descer.
7. (Fuvest-gv 92) Uma bobina contendo 2000 m de fio de cobre medido num dia em que a temperatura era de 35
°C, foi utilizada e o fio medido de novo a 10 °C. Esta nova medição indicou:
a) 1,0 m a menos
b) 1,0 m a mais
c) 2000 m
d) 20 m a menos
e) 20 mm a mais
8. (Ita 95) Você é convidado a projetar uma ponte metálica, cujo comprimento será de 2,0 km. Considerando os
efeitos de contração e expansão térmica para temperaturas no intervalo de - 40 °F a 110 °F e que o coeficiente de
dilatação linear do metal é de 12 × 10-§ °C-¢, qual a máxima variação esperada no comprimento da ponte? (O
coeficiente de dilatação linear é constante no intervalo de temperatura considerado).
a) 9,3 m
b) 2,0 m
c) 3,0 m
d) 0,93 m
e) 6,5 m
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9. (Ita 95) Se duas barras, uma de alumínio com comprimento L• e coeficiente de dilatação térmica ‘• = 2,30 ×
10-¦ °C-¢ e outra de aço com comprimento L‚ > L• e coeficiente de dilatação térmica ‘‚ = 1,10 × 10­¦ °C­¢,
apresentam uma diferença em seus comprimentos a 0 °C, de 1000 mm e essa diferença se mantém constante
com a variação da temperatura, podemos concluir que os comprimentos L• e L‚ são a 0 °C:
a) L• = 91,7 mm; L‚ = 1091,7 mm
b) L• = 67,6 mm; L‚ = 1067,6 mm
c) L• = 917 mm; L‚ = 1917 mm
d) L• = 676 mm; L‚ = 1676 mm
e) L• = 323 mm; L‚ = 1323 mm
10. (Fatec 96) Uma placa de alumínio tem um grande orifício circular no qual foi colocado um pino, também de
alumínio, com grande folga. O pino e a placa são aquecidos de 500 °C, simultaneamente.
Podemos afirmar que
a) a folga irá aumentar, pois o pino ao ser aquecido irá contrair-se.
b) a folga diminuirá, pois ao aquecermos a chapa a área do orifício diminui.
c) a folga diminuirá, pois o pino se dilata muito mais que o orifício.
d) a folga irá aumentar, pois o diâmetro do orifício aumenta mais que o diâmetro do pino.
e) a folga diminuirá, pois o pino se dilata, e a área do orifício não se altera.
11. (Mackenzie 96) Uma chapa de alumínio (‘ = 2,2 . 10­¦ °C­¢), inicialmente a 20 °C, é utilizada numa tarefa
doméstica no interior de um forno aquecido a 270 °C. Após o equilíbrio térmico, sua dilatação superficial, em
relação à área inicial, foi de:
a) 0,55%
b) 1,1%
c) 1,65%
d) 2,2%
e) 4,4%
12. (Uel 95) Um recipiente de vidro de capacidade 2,0 . 10£ cm¤ está completamente cheio de mercúrio, a 0 °C. Os
coeficientes de dilatação volumétrica do vidro e do mercúrio são, respectivamente, 4,0 . 10-¦ C°-¢ e 1,8 . 10-¥ C°-¢.
Aquecendo o conjunto a 100 °C, o volume de mercúrio que extravasa, em cm¤, vale
a) 2,8 . 10-¥
b) 2,8 . 10-¤
c) 2,8 . 10-£
d) 2,8 . 10-¢
e) 2,8
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13. (Ufmg 95) Esta figura mostra um disco metálico de raio R com um orifício também circular, concêntrico, de raio
r. À temperatura t• = 20 °C, a relação entre esses raios é R = 2r.
À temperatura t‚ = 40 °C, a relação entre os raios do disco R' e do orifício r' será
a) R' = r'
b) R' = 2r'
c) R' = 3r'
d) R' = 4r'
e) indefinida, porque depende do coeficiente de dilatação do material.
14. (Ufmg 97) O coeficiente de dilatação térmica do alumínio (AØ) 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 AØ se soltará do anel de Fe.
b) apenas o disco de Fe se soltará do anel de AØ.
c) os dois discos se soltarão dos respectivos anéis.
d) os discos não se soltarão dos anéis.
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15. (Mackenzie 96) Ao ser submetida a um aquecimento uniforme, uma haste metálica que se encontrava
inicialmente a 0 °C sofre uma dilatação linear de 0,1% em relação ao seu comprimento inicial. Se
considerássemos o aquecimento de um bloco constituído do mesmo material da haste, ao sofrer a mesma
variação de temperatura a partir de 0 °C, a dilatação volumétrica do bloco em relação ao seu volume inicial seria
de:
a) 0,33%.
b) 0,3%.
c) 0,1%.
d) 0,033%.
e) 0,01%.
16. (Uel 96) O volume de um bloco metálico sofre um aumento de 0,6% quando sua temperatura varia de 200 °C.
O coeficiente de dilatação linear médio desse metal, em °C-¢, vale
a) 1,0.10-¦
b) 3,0.10-¦
c) 1,0.10-¥
d) 3,0.10-¥
e) 3,0.10-¤
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17. (Fuvest 97) Dois termômetros de vidro idênticos, um contendo mercúrio (M) e outro água (A), foram calibrados
em 0 °C e 37 °C, obtendo-se as curvas M e A, da altura da coluna do líquido em função da temperatura. A
dilatação do vidro pode ser desprezada. Considere as seguintes afirmações:
I - O coeficiente de dilatação do mercúrio é aproximadamente constante entre 0 °C e 37 °C.
II - Se as alturas das duas colunas forem iguais a 10 mm, o valor da temperatura indicada pelo termômetro de
água vale o dobro da indicada pelo de mercúrio.
III - No entorno de 18 °C o coeficiente de dilatação do mercúrio e o da água são praticamente iguais.
Podemos afirmar que só são corretas as afirmações
a) I, II e III
b) I e II
c) I e III
d) II e III
e) I
18. (Pucmg 97) O tanque de gasolina de um automóvel, de capacidade 60 litros, possui um reservatório auxiliar
de retorno com volume de 0,48 litros, que permanece vazio quando o tanque está completamente cheio. Um
motorista enche o tanque quando a temperatura era de 20°C e deixa o automóvel exposto ao sol. A temperatura
máxima que o combustível pode alcançar, desprezando-se a dilatação do tanque, é igual a:
– gasolina = 2,0 x 10-¥ °C-¢
a) 60°C
b) 70°C
c) 80°C
d) 90°C
e) 100°C
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GABARITO
1. 4,5 %.
2. 40
3. a) 9,0 . 10-¤ g.
b) 2,0 . 10-¥ °C-¢.
4. 02 + 08 + 16 = 26
5. 04 + 08 = 12
6. [A]
7. [A]
8. [B]
9. [C]
10. [D]
11. [B]
12. [E]
13. [B]
14. [B]
15. [B]
16. [A]
17. [C]
18. [A]
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