Dilatação térmica 1

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Dilatação 2 ano Loyola TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO (Uerj 2003) O motorista abasteceu o carro às 7 horas da manhã, quando a temperatura ambiente era de 15°C, e o deixou estacionado por 5 horas, no próprio posto. O carro permaneceu completamente fechado, com o motor desligado e com as duas lâmpadas internas acesas. Ao final do período de estacionamento, a temperatura ambiente era de 40°C. Considere as temperaturas no interior do carro e no tanque de gasolina sempre iguais à temperatura ambiente. 1. Ao estacionar o carro, a gasolina ocupava uma certa fração f do volume total do tanque de combustível, feito de aço. Estabeleça o valor máximo de f para o qual a gasolina não transborde quando a temperatura atinge os 40°C. Dados: coeficiente de expansão volumétrica da gasolina = 9,0x10-¥ °C-¢ e coeficiente de expansão volumétrica do aço = 1,0x10-¦ °C-¢. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO (Ufba 96) Na(s) questão(ões) a seguir escreva nos parenteses a soma dos itens corretos. 2. 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 ( ) http://www.llion.net http://www.llion.net

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Dilatação 2 ano Loyola

TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO

(Uerj 2003) O motorista abasteceu o carro às 7 horas da manhã, quando a temperatura ambiente era de 15°C, e o deixou

estacionado por 5 horas, no próprio posto. O carro permaneceu completamente fechado, com o motor desligado e com as duas

lâmpadas internas acesas. Ao final do período de estacionamento, a temperatura ambiente era de 40°C. Considere as

temperaturas no interior do carro e no tanque de gasolina sempre iguais à temperatura ambiente.

1. Ao estacionar o carro, a gasolina ocupava uma certa fração f do volume total do tanque de combustível, feito de aço.

Estabeleça o valor máximo de f para o qual a gasolina não transborde quando a temperatura atinge os 40°C.

Dados: coeficiente de expansão volumétrica da gasolina = 9,0x10­¥ °C­¢ e coeficiente de expansão volumétrica do aço =

1,0x10­¦ °C­¢.

TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO

(Ufba 96) Na(s) questão(ões) a seguir escreva nos parenteses a soma dos itens corretos.

2. 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 ( )

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TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO

(Ufpr 95) Na(s) questão(ões) a seguir, escreva no espaço apropriado a soma dos itens corretos.

3. Um recipiente termicamente isolado contém 500g de água na qual se mergulha uma barra metálica homogênea de 250g. A

temperatura inicial da água é 25,0°C e a da barra 80,0°C. Considere o calor específico da água igual a 1,00cal/g.°C, o do metal

igual a 0,200cal/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 353K.

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 = ( )

4. (Cesgranrio 2004)

Gui Pádua, um brasileiro de 28 anos, quer bater o recorde mundial de tempo em queda livre, o período entre o salto em si e a

abertura do pára-quedas. A marca pertence, desde 1960, ao americano Joseph Kittinger, que "despencou" durante quatro

minutos e 32 segundos.

A façanha do brasileiro só será possível graças a uma roupa especial, que deixa o sujeito parecido com um morcego e faz com

que a descida seja em diagonal. Com isso, Pádua deverá cair com velocidade bem menor que Kittinger, 220 km/h, em média. O

salto será feito de um avião Hércules da Aeronáutica posicionado a 12 km de altura em relação ao solo, onde a temperatura é de

- 55 °C. Ele vai abrir o pára-quedas quando faltar 1 minuto para chegar ao chão, 5 minutos depois de ter saltado.

Revista Época, 11 ago. 2003 (adaptado).

Considere as informações apresentadas na reportagem acima e imagine que, no mesmo instante em que Gui Pádua saltar do

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avião, seja solta em queda livre, junto com ele, uma chapa de metal de 500 cm£ de área, que cairá sobre uma elevação de 955m

de altura em relação ao solo (despreze a resistência do ar e considere a aceleração da gravidade g = 10,0 m/s£).

a) Qual será a diferença entre o tempo que a chapa levará para atingir a elevação e o tempo de queda de Gui Pádua, desde o

momento do salto até o instante de abertura de seu pára-quedas?

b) Considere que a placa, quando lançada, esteja a mesma temperatura externa do avião (-55 °C) e que o coeficiente de

dilatação linear do metal que a constitui seja igual a 2,4 x 10­¦ °C­¢. Sendo a temperatura local de 40 °C, qual a dilatação por ela

sofrida ao atingir a elevação?

5. (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.

6. (Ita 99) Um relógio de pêndulo, construído de um material de coeficiente de dilatação linear ‘, foi calibrado a uma

temperatura de 0°C para marcar um segundo exato ao pé de uma torre de altura h. Elevando-se o relógio até o alto da torre

observa-se um certo atraso, mesmo mantendo-se a temperatura constante. Considerando R o raio da Terra, L o comprimento do

pêndulo a 0°C e que o relógio permaneça ao pé da torre, então a temperatura para a qual obtém-se o mesmo atraso é dada pela

relação:

a) 2h/‘R.

b) h(2R + h)/‘R£.

c) [(R + h)£ - LR]/‘LR

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d) R (2h + R)/‘(R + h)£

e) (2R + h)/‘R

7. (G1) Um relógio de pêndulo extremamente preciso em uma dada cidade suíça e trazido para o Brasil, para a cidade de

Salvador/BA. Verifica-se, pesar de todos os cuidados tomados no transporte do relógio, que o mesmo, aqui no Brasil, não

apresenta a mesma pontualidade. Por que isto acontece? E o relógio em terras brasileiras atrasa-se ou adianta-se?

8. (Ita 95) Você é convidado a projetar uma ponte metálica, cujo comprimento será de 2,0km. Considerando os efeitos de

contração e expansão térmica para temperaturas no intervalo de -40°F a 110°F e o coeficiente de dilatação linear do metal é de

12x10­§°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

9. (Ita 95) Se duas barras, uma de alumínio com comprimento L• e coeficiente de dilatação térmica ‘•=2,30x10­¦°C­¢ e outra de

aço com comprimento L‚>L• e coeficiente de dilatação térmica ‘‚=1,10x10­¦°C­¢, apresentam uma diferença em seus

comprimentos a 0°C, de 1000mm 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. (Fuvest-gv 92) Uma bobina contendo 2000m 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

11. (Cesgranrio 95) Uma régua de metal mede corretamente os comprimentos de uma barra de alumínio e de uma de cobre, na

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temperatura ambiente de 20°C, sendo os coeficientes de dilatação linear térmica do metal, do alumínio e do cobre,

respectivamente iguais a 2,0.10­¦/°C, 2,4.10­¦/°C e 1,6.10­¦/°C, então é correto afirmar que, a 60°C, as medidas fornecidas pela

régua para os comprimento das barras de alumínio e de cobre, relativamente aos seus comprimentos reais nessa temperatura,

serão, respectivamente:

a) menor e menor.

b) menor e maior.

c) maior e menor.

d) maior e maior.

e) igual e igual.

12. (Cesgranrio 94) O comprimento Ø de uma barra de latão varia, em função da temperatura š, segundo o gráfico a seguir.

Assim, o coeficiente de dilatação linear do latão, no intervalo de 0°C a 100°C, vale:

a) 2,0.10­¦/°C

b) 5,0.10­¦/°C

c) 1,0.10­¥/°C

d) 2,0.10­¥/°C

e) 5,0.10­¥/°C

13. (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.

14. (Ufes 96) Uma barra de metal tem comprimento igual a 10,000m a uma temperatura de 10,0°C e comprimento igual a

10,006m a uma temperatura de 40°C. O coeficiente de dilatação linear do metal é

a) 1,5 × 10­¥ °C­¢

b) 6,0 × 10­¥ °C­¢

c) 2,0 × 10­¦ °C­¢

d) 2,0 × 10­§ °C­¢

e) 3,0 × 10­§ °C­¢

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15. (Unirio 95) A figura a seguir representa uma lâmina bimetálica. O coeficiente de dilatação linear do metal A é a metade do

coeficiente de dilatação linear do metal B. À temperatura ambiente, a lâmina está na vertical. Se a temperatura for aumentada

em 200°C, a lâmina:

a) continuará na vertical.

b) curvará para a frente.

c) curvará para trás.

d) curvará para a direita.

e) curvará para a esquerda.

16. (Ufmg 95) Duas lâminas de metais diferentes, M e N, são unidas rigidamente. Ao se aquecer o conjunto até uma certa

temperatura, esse se deforma, conforme mostra a figura a seguir.

Com base na deformação observada, pode-se concluir que

a) a capacidade térmica do metal M é maior do que a capacidade térmica do metal N.

b) a condutividade térmica do metal M é maior do que a condutividade térmica do metal N.

c) a quantidade de calor absorvida pelo metal M é maior do que a quantidade de calor absorvida pelo metal N.

d) o calor específico do metal M é maior do que o calor específico do metal N.

e) o coeficiente de dilatação linear do metal M é maior do que o coeficiente de dilatação linear do metal N.

17. (Ufpe 96) O gráfico a seguir representa a variação, em milímetros, do comprimento de uma barra metálica, de tamanho

inicial igual a 1.000m, aquecida em um forno industrial. Qual é o valor do coeficiente de dilatação térmica linear do material de

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que é feita a barra, em unidades de 10­§/°C?

18. (Mackenzie 96) Ao se aquecer de 1°C uma haste metálica de 1 m, o seu comprimento aumenta de 2.10­£ mm. O aumento

do comprimento de outra haste do mesmo metal, de medida inicial 80 cm, quando a aquecemos de 20°C, é:

a) 0,23 mm.

b) 0,32 mm.

c) 0,56 mm.

d) 0,65 mm.

e) 0,76 mm.

19. (Mackenzie 96) Num laboratório situado na orla marítima paulista, uma haste de ferro de 50cm de comprimento está envolta

em gelo fundente. Para a realização de um ensaio técnico, esta barra é colocada num recipiente contendo água em ebulição, até

atingir o equilíbrio térmico. A variação de comprimento sofrida pela haste foi de:

(Dado: ‘ (Fe) = 1,2.10­¦ °C­¢)

a) 12 mm

b) 6,0 mm

c) 1,2 mm

d) 0,60 mm

e) 0, 12 mm

20. (G1) Quando aquecemos uma barra de metal ela fica mais comprida por dilatação. Isto significa que a massa da barra

aumentou?

21. (G1) Ao aquecermos uma "porca" que está presa ao seu parafuso, supondo que o parafuso não se aqueça, a "porca" irá

esmagar o parafuso ou ficar mais livre?

22. (Cesgranrio 92) Uma rampa para saltos de asa-delta é construída de acordo com o esquema que se segue. A pilastra de

sustentação II tem, a 0°C, comprimento três vezes maior do que a I.

Os coeficientes de dilatação de I e II são, respectivamente, ‘• e ‘‚.

Para que a rampa mantenha a mesma inclinação a qualquer temperatura, é necessário que a relação entre ‘• e ‘‚ seja:

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Page 8: Dilatação térmica 1

a) ‘• = ‘‚

b) ‘• = 2‘‚

c) ‘• = 3‘‚

d) ‘‚ = 3‘•

e) ‘‚ = 2‘•

23. (Fei 97) Duas barras, sendo uma de ferro e outra de alumínio, de mesmo comprimento l = 1m a 20°C, são unidas e

aquecidas até 320°C. Sabe-se que o coeficiente de dilatação linear do ferro é de 12.10­§°C­¢ e do alumínio é 22.10­§°C­¢. Qual é

o comprimento final após o aquecimento?

a) 2,0108 m

b) 2,0202 m

c) 2,0360 m

d) 2,0120 m

e) 2,0102 m

24. (Uff 97) Uma barra de ferro com 800g de massa, 0,5 m de comprimento, submetida à temperatura de 130°C é colocada em

um reservatório termicamente isolado que contém 400g de água a 10°C.

Dados:

calor específico da água = 1 cal/g°C

calor específico do ferro = 0,1 cal/g°C

coeficiente de dilatação linear do ferro = 12x10­§ °C­¢

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Page 9: Dilatação térmica 1

Ao ser atingido o equilíbrio térmico, o comprimento dessa barra terá se reduzido de :

a) 0,6 mm

b) 1,2 mm

c) 60 mm

d) 0,3 mm

e) 30 mm

25. (Unirio 96) Um industrial propôs construir termômetros comuns de vidro para medir temperaturas ambientes entre 1°C e

40°C, substituindo o mercúrio por água destilada. Cristovo, um físico, se opôs, justificando que as leituras no termômetro não

seriam confiáveis, porque:

a) a perda de calor por radiação é grande.

b) o coeficiente de dilatação da água é constante no intervalo 0°C a e 100°C.

c) o coeficiente de dilatação da água entre 0°C e 4°C é negativo.

d) o calor específico do vidro é maior que o da água.

e) há necessidade de um tubo capilar de altura aproximadamente 13 vezes maior do que o exigido pelo mercúrio.

26. (Puccamp 96) Duas barras A e B, apresentam comprimentos variáveis com a temperatura, de acordo com o diagrama a

seguir.

Pode-se afirmar corretamente que

a) o calor específico de A é maior que o de B.

b) o calor específico de A é menor que o de B.

c) a capacidade térmica de A é menor que a de B.

d) o coeficiente de dilatação linear de A é menor que o de B.

e) o coeficiente de dilatação linear de A é maior que o de B.

27. (Unirio 98) Um quadrado foi montado com três hastes de alumínio (‘AØ=24.10­§°C­¢) e uma haste de aço (‘

Aço=12.10­§°C­¢), todas inicialmente à mesma temperatura. O sistema é, então, submetido a um processo de aquecimento, de

forma que a variação de temperatura é a mesma em todas as hastes.

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Podemos afirmar que, ao final do processo de aquecimento, a figura formada pelas hastes estará mais próxima de um:

a) quadrado.

b) retângulo.

c) losango.

d) trapézio retângulo.

e) trapézio isósceles.

28. (Ufrs 98) Uma barra retilínea e uniforme, feita de um material cujo coeficiente de dilatação linear é positivo e independente

da temperatura, recebe calor de uma fonte térmica. Entre os gráficos a seguir, qual aquele que melhor representa a variação ÐL

do comprimento da barra como função da variação ÐT de sua temperatura?

29. (Mackenzie 98) Duas barras A e B de mesmo material têm a 0°C comprimentos tais que سÛ/س½=0,75. Essas barras foram

colocadas num forno, e após entrarem em equilíbrio térmico com o mesmo, verificou-se que a barra A aumentou seu

comprimento em 0,3cm. O aumento do comprimento da barra B ou d:

a) 0,40 cm

b) 0,35 cm

c) 0,30 cm

d) 0,25 cm

e) 0,20cm

30. (Puccamp 98) A figura a seguir representa o comprimento de uma barra metálica em função de sua temperatura.

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Page 11: Dilatação térmica 1

A análise dos dados permite concluir que o coeficiente de dilatação linear do metal constituinte da barra é, em °C­¢,

a) 4.10­¦

b) 2.10­¦

c) 4.10­§

d) 2.10­§

e) 1.10­§

31. (Fatec 98) Deseja-se construir dois cilindros metálicos concêntricos, que devem trabalhar como um guia e um pistão,

conforme mostra a figura.

O conjunto deve trabalhar a uma temperatura pré-determinada. Dispõe-se dos materiais A e B, cujos comportamentos térmicos

são mostrados no gráfico a seguir, onde, no eixo vertical, estão os diâmetros dos cilindros D e no eixo horizontal está a

temperatura š . Os diâmetros dos cilindros, à temperatura inicial š³ são conhecidos.

Analisando o gráfico do comportamento térmico, devemos dizer que

a) é possível construir o pistão do material A e o cilindro-guia do material B, independentemente da temperatura de trabalho.

b) à temperatura š• o cilindro-guia deverá ser feito do material A, e o pistão, do material B.

c) à temperatura š‚ o conjunto funciona perfeitamente, com o pistão deslizando suavemente pelo cilindro-guia.

d) para temperaturas iguais a šƒ o pistão deverá ser feito do material B.

e) não existe temperatura na qual o conjunto funcione perfeitamente.

32. (Ufmg 99) O comprimento L de uma barra, em função de sua temperatura t , é descrito pela expressão

L = L³ + L³ ‘ (t - t³),

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sendo L³ o seu comprimento à temperatura t³ e a o coeficiente de dilatação do material da barra.

Considere duas barras, X e Y, feitas de um mesmo material. A uma certa temperatura, a barra X tem o dobro do comprimento da

barra Y. Essas barras são, então, aquecidas até outra temperatura, o que provoca uma dilatação ÐX na barra X e ÐY na barra

Y.

A relação CORRETA entre as dilatações das duas barras é

a) ÐX = ÐY.

b) ÐX = 4 ÐY.

c) ÐX = (ÐY)/2.

d) ÐX = 2 ÐY.

33. (Pucmg 99) Na figura adiante, estão representadas três chapas bimetálicas idênticas, formadas pela sólida junção de uma

chapa de aço e de uma chapa de cobre, conforme indicado. Suas temperaturas são, respectivamente, t•, t‚ e tƒ. Sabe-se que os

coeficientes de dilatação linear para esses materiais são:

para o aço, ‘ = 11 × 10­§ °C­¢;

para o cobre, ‘ = 17 × 10­§ °C­¢;

Assinale a alternativa que contém valores de t•, t‚ e tƒ, NESSA ORDEM, compatíveis com a figura:

a) 20°C; 50°C; -10°C

b) 20°C; -10°C; 50°C

c) -10°C; 20°C; 50°C

d) 50°C; -10°C; 20°C

e) 50°C; 20°C; -10°C

34. (Uece 99) Uma linha férrea tem trilhos cujo coeficiente de dilatação linear é ‘. Os trilhos são assentados com o

comprimento L³ à temperatura t³. Na região, a temperatura ambiente pode atingir o máximo valor t. Ao assentarem os trilhos, a

mínima distância entre as extremidades de dois trilhos consecutivos deverá ser:

a) L³ ‘ t

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b) 2L³ ‘ (t - t³)

c) [L³ ‘ (t - t³) ] / 2

d) L³ ‘ (t - t³)

35. (Uece 99) Três barras retas de chumbo são interligadas de modo a formarem um triângulo isósceles de base 8cm e altura

10cm.

Elevando-se a temperatura do sistema:

a) a base e os lados se dilatam igualmente

b) os ângulos se mantêm

c) a área se conserva

d) o ângulo do vértice varia mais que os ângulos da base

36. (Mackenzie 99) Se uma haste de prata varia seu comprimento de acordo com o gráfico dado, o coeficiente de dilatação

linear desse material vale:

a) 4,0 . 10­¦ °C­¢

b) 3,0 . 10­¦ °C­¢

c) 2,0 . 10­¦ °C­¢

d) 1,5 . 10­¦ °C­¢

e) 1,0 . 10­¦ °C­¢

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Page 14: Dilatação térmica 1

37. (Ita 2000) Uma certa resistência de fio, utilizada para aquecimento, normalmente dissipa uma potência de 100W quando

funciona a uma temperatura de 100°C. Sendo de 2x10­¤K­¢ o coeficiente da dilatação térmica do fio, conclui-se que a potência

instantânea dissipada pela resistência, quando operada a uma temperatura inicial de 20°C, é

a) 32 W.

b) 84 W.

c) 100 W.

d) 116 W.

e) 132 W.

38. (Uerj 2000) Uma torre de aço, usada para transmissão de televisão, tem altura de 50m quando a temperatura ambiente é de

40°C. Considere que o aço dilata-se, linearmente, em média, na proporção de 1/100.000, para cada variação de 1°C.

À noite, supondo que a temperatura caia para 20°C, a variação de comprimento da torre, em centímetros, será de:

a) 1,0

b) 1,5

c) 2,0

d) 2,5

39. (Fgv 2001) O princípio de um termostato pode ser esquematizado pela figura abaixo. Ele é constituído de duas lâminas de

metais, A e B, firmemente ligadas. Sabendo-se que o metal A apresenta coeficiente de dilatação volumétrica maior que o metal

B, um aumento de temperatura levaria a qual das condições abaixo?

40. (Ufpe 2001) O gráfico abaixo apresenta a variação do comprimento L de uma barra metálica, em função da temperatura T.

Qual o coeficiente de dilatação linear da barra, em °C­¢?

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Page 15: Dilatação térmica 1

a) 1,00 × 10­¦

b) 2,00 × 10­¦

c) 3,00 × 10­¦

d) 4,00 × 10­¦

e) 5,00 × 10­¦

41. (Unesp 2002) Duas lâminas metálicas, a primeira de latão e a segunda de aço, de mesmo comprimento à temperatura

ambiente, são soldadas rigidamente uma à outra, formando uma lâmina bimetálica, conforme a figura a seguir.

O coeficiente de dilatação térmica linear do latão é maior que o do aço. A lâmina bimetálica é aquecida a uma temperatura acima

da ambiente e depois resfriada até uma temperatura abaixo da ambiente. A figura que melhor representa as formas assumidas

pela lâmina bimetálica, quando aquecida (forma à esquerda) e quando resfriada (forma à direita), é

42. (Ufv 2001) A figura a seguir ilustra uma esfera maciça de diâmetro L e uma barra de mesmo material com comprimento

também igual a L, ambos a uma mesma temperatura inicial. Quando a temperatura dos dois corpos for elevada para um mesmo

valor final, a razão entre o aumento do diâmetro da esfera e o aumento do comprimento da barra será:

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Page 16: Dilatação térmica 1

a) 9/1

b) 1/3

c) 1/9

d) 1

e) 3/1

43. (Ufrrj 2001) Nas ilustrações das figuras, temos uma lâmina bimetálica composta de chumbo e bronze, coladas à

temperatura T³, cujos coeficientes médios de dilatação linear são respectivamente ‘Pb=2,9×10­¦cal/g°C e ‘

bronze=1,9×10­¦cal/g°C.

Explique por que a lâmina se encurva.

44. (Uel 2001) Uma régua de aço, de forma retangular, tem 80cm de comprimento e 5,0cm de largura à temperatura de 20°C.

Suponha que a régua tenha sido colocada em um local cuja temperatura é 120°C. Considerando o coeficiente de dilatação

térmica linear do aço 11×10­§°C­¢, a variação do comprimento da régua é:

a) 0,088 cm

b) 0,0055 cm

c) 0,0075 cm

d) 0,0935 cm

e) 0,123 cm

45. (Mackenzie 2001) Com uma régua de latão (coeficiente de dilatação linear=2,0.10­¦°C­¢) aferida a 20°C, mede-se a

distância entre dois pontos. Essa medida foi efetuada a uma temperatura acima de 20°C, motivo pelo qual apresenta um erro de

0,05 %. A temperatura na qual foi feita essa medida é:

a) 50°C

b) 45°C

c) 40°C

d) 35°C

e) 25°C

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Page 17: Dilatação térmica 1

46. (Uflavras 2000) O diâmetro externo de uma arruela de metal mede 2cm, e seu diâmetro interno é de 1cm. Aquecendo-se a

arruela, verifica-se que seu diâmetro externo aumenta de X cm. Podemos então afirmar que seu diâmetro interno

a) sofrerá diminuição de X cm.

b) sofrerá aumento de X/2 cm.

c) sofrerá diminuição de X/2 cm.

d) sofrerá aumento de X cm.

e) não sofrerá variação.

47. (Puc-rio 2000) Uma porca está muito apertada no parafuso. O que você deve fazer para afrouxá-la?

a) É indiferente esfriar ou esquentar a porca.

b) Esfriar a porca.

c) Esquentar a porca.

d) É indiferente esfriar ou esquentar o parafuso.

e) Esquentar o parafuso.

48. (Ufal 99) Um trilho de aço, de 10m de comprimento a 0°C, sofre uma dilatação de 3,3mm quando a temperatura atinge 30°C.

Outro trilho do mesmo aço que, a 0°C, tem 5,0m de comprimento, quando a temperatura atinge 10°C sofre uma dilatação, em

mm, igual a

a) 0,55

b) 0,66

c) 1,1

d) 2,2

e) 3,3

49. (Fei 99) Uma barra de metal possui comprimento L a 20°C. Quando esta barra é aquecida até 120°C seu comprimento varia

de 10­¤L. Qual é o coeficiente de dilatação do metal?

a) 2 . 10­¢¡ °C­¢

b) 2 . 10­© °C­¢

c) 1 . 10­¥ °C­¢

d) 1 . 10­¦ °C­¢

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Page 18: Dilatação térmica 1

e) 1 . 10­¢ °C­¢

50. (Ufes 2002) Quer-se encaixar um rolamento cilíndrico, feito de aço, em um mancal cilíndrico, feito de liga de alumínio. O

coeficiente de dilatação linear da liga de alumínio vale 25,0×10­§°C­¢. À temperatura de 22°C, o rolamento tem o diâmetro

externo 0,1 % maior que o diâmetro interno do mancal. A temperatura mínima à qual o mancal deve ser aquecido, para que o

rolamento se encaixe, é

a) 20°C

b) 40°C

c) 42°C

d) 60°C

e) 62°C

51. (Ufmg 2003) Uma lâmina bimetálica é constituída de duas placas de materiais diferentes, M• e M‚, 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 M• é cobre e o outro, M‚, deve ser escolhido entre os listados nessa tabela.

Para que o circuito seja ligado com o MENOR aumento de temperatura, o material da lâmina M‚ deve ser o

a) aço.

b) alumínio.

c) bronze.

d) níquel.

52. (Pucpr 2003) O coeficiente de dilatação térmica do alumínio é, aproximadamente, o dobro do coeficiente de dilatação

térmica do aço.

A figura mostra duas peças onde um anel feito de um desses metais envolve um disco feito do outro metal. À temperatura do

ambiente, os discos são presos aos anéis.

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Page 19: Dilatação térmica 1

Se as duas peças forem aquecidas uniformemente, é correto afirmar:

a) apenas o disco de aço se soltará do anel de alumínio.

b) apenas o disco de alumínio se soltará do anel de aço.

c) os discos se soltarão dos respectivos anéis.

d) os discos permanecerão presos sem soltar por maior que seja o aumento de temperatura.

e) os metais entrarão em fusão antes de se soltarem.

53. (Pucsp 2003) Experimentalmente, verifica-se que o período de oscilação de um pêndulo aumenta com o aumento do

comprimento deste. Considere um relógio de pêndulo, feito de material de alto coeficiente de dilatação linear, calibrado à

temperatura de 20 °C. Esse relógio irá

a) atrasar quando estiver em um ambiente cuja temperatura é de 40 °C.

b) adiantar quando estiver em um ambiente cuja temperatura é de 40 °C.

c) funcionar de forma precisa em qualquer temperatura.

d) atrasar quando estiver em um ambiente cuja temperatura é de 0 °C.

e) atrasar em qualquer temperatura.

54. (Ufpi 2001) Duas lâminas metálicas são coladas como indica a figura. O material da lâmina L• tem coeficiente de dilatação

maior do que o da lâmina L‚. À temperatura ambiente as lâminas estão verticais. A temperatura é, então, elevada e em seguida

diminuída até abaixo da temperatura ambiente. Durante o processo descrito, podemos afirmar que ambas as lâminas se

encurvam, inicialmente, para:

a) a direita e ali permanecem.

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Page 20: Dilatação térmica 1

b) a esquerda e ali permanecem.

c) a esquerda e depois para a direita.

d) a esquerda e depois retornam à vertical.

e) a direita e depois para a esquerda.

55. (Ufpi 2001) O comprimento de uma barra de 10 metros aumenta 3 centímetros quando sua temperatura é aumentada de um

valor ÐT. Se uma barra de 1 metro, feita do mesmo material, for submetida à mesma variação de temperatura, ÐT, seu

comprimento final será:

a) 1,03 m

b) 1,003 m

c) 1,13 m

d) 1,013 m

e) 1,3 m

56. (Mackenzie 2003) Duas barras metálicas, de diferentes materiais, apresentam o mesmo comprimento a 0 °C. Ao serem

aquecidas, à temperatura de 100 °C, a diferença entre seus comprimentos passa a ser de 1 mm. Sendo 2,2 10­¦ °C­¢ o

coeficiente de dilatação linear do material de uma barra e 1,7 10­¦ °C­¢ o do material da outra, o comprimento dessas barras a 0

°C era:

a) 0,2 m

b) 0,8 m

c) 1,0 m

d) 1,5 m

e) 2,0 m

57. (Ufsm 2003) Sabe-se que a coluna de mercúrio de um termômetro cresce linearmente com a temperatura. Considere que o

comprimento dessa coluna seja de 3 cm, quando o termômetro estiver em equilíbrio térmico com o gelo em fusão e à pressão

normal, e de 9 cm, quando o termômetro estiver em equilíbrio com os vapores de água em ebulição, também à pressão normal.

Se o termômetro estiver marcando 35°C, a coluna de mercúrio terá um comprimento de, em cm,

a) 2,1

b) 4,3

c) 5,1

d) 7,2

e) 12

58. (Uff 2003) A figura representa um dispositivo, que possui uma lâmina bimetálica enrolada em forma de espiral, utilizado para

acusar superaquecimento.

Um ponteiro está acoplado à espiral cuja extremidade interna é fixa. A lâmina é constituída por dois metais, fortemente ligados,

com coeficientes de dilatação linear distintos, ‘• e ‘‚, indicados, respectivamente, pelas regiões azul e vermelha da espiral.

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Page 21: Dilatação térmica 1

Assinale a opção que expressa corretamente o funcionamento do dispositivo quando a temperatura aumenta.

a) Independentemente da relação entre ‘• e ‘‚, a espiral sempre se fecha e o ponteiro gira no sentido horário.

b) Com ‘• < ‘‚, a espiral se fecha e o ponteiro gira no sentido horário.

c) Com ‘• > ‘‚, a espiral se abre e o ponteiro gira no sentido horário.

d) Com ‘• < ‘‚, a espiral se abre e o ponteiro gira no sentido horário.

e) Com ‘• > ‘‚, a espiral se fecha e o ponteiro gira no sentido horário.

59. (Unesp 2003) A dilatação térmica dos sólidos é um fenômeno importante em diversas aplicações de engenharia, como

construções de pontes, prédios e estradas de ferro. Considere o caso dos trilhos de trem serem de aço, cujo coeficiente de

dilatação é ‘ = 11 x 10­§ °C­¢. Se a 10 °C o comprimento de um trilho é de 30 m, de quanto aumentaria o seu comprimento se a

temperatura aumentasse para 40 °C?

a) 11 x 10­¥ m.

b) 33 x 10­¥ m.

c) 99 x 10­¥ m.

d) 132 x 10­¥ m.

e) 165 x 10­¥ m.

60. (Puc-rio 2004) 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 20 °C, sabendo que o coeficiente linear de dilatação térmica do trilho vale ‘ = 1,2 x 10­¦ por grau Celsius.

a) 3,6

b) 2,4

c) 1,2

d) 1,2 x 10­¤

e) 2,4 x 10­¤

61. (Uerj 2004) Em uma casa emprega-se um cano de cobre de 4 m a 20°C para a instalação de água quente.

O aumento do comprimento do cano, quando a água que passa por ele estiver a uma temperatura de 60°C, corresponderá, em

milímetros, a:

a) 1,02

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Page 22: Dilatação térmica 1

b) 1,52

c) 2,72

d) 4,00

62. (Uff 2005) Nos ferros elétricos automáticos, a temperatura de funcionamento, que é previamente regulada por um parafuso,

é controlada por um termostato constituído de duas lâminas bimetálicas de igual composição. Os dois metais que formam cada

uma das lâminas têm coeficientes de dilatação ‘• - o mais interno - e ‘‚. As duas lâminas estão encurvadas e dispostas em

contato elétrico, uma no interior da outra, como indicam as figuras a seguir.

A corrente, suposta contínua, entra pelo ponto 1 e sai pelo ponto 2, conforme a figura 1, aquecendo a resistência. À medida que

a temperatura aumenta, as lâminas vão se encurvando, devido à dilatação dos metais, sem interromper o contato. Quando a

temperatura desejada é alcançada, uma das lâminas é detida pelo parafuso, enquanto a outra continua encurvando-se,

interrompendo o contato entre elas, conforme a figura 2.

Com relação à temperatura do ferro regulada pelo parafuso e aos coeficientes de dilatação dos metais das lâminas, é correto

afirmar que, quanto mais apertado o parafuso:

a) menor será a temperatura de funcionamento e ‘• > ‘ ‚;

b) maior será a temperatura de funcionamento e ‘• < ‘‚;

c) maior será a temperatura de funcionamento e ‘• > ‘‚;

d) menor será a temperatura de funcionamento e ‘• < ‘‚;

e) menor será a temperatura de funcionamento e ‘• = ‘‚.

63. (Ufrrj 2005) Um cilindro de aço, que se encontra em um ambiente cuja temperatura é de 30°C, tem como medida de seu

diâmetro 10,00 cm. Levado para outro ambiente cuja temperatura é de 2,7 °C, ele sofre uma contração térmica.

Considere: coeficiente de dilatação linear do aço ‘ = 11 × 10­§ (°C­¢)

Calcule o diâmetro final do cilindro.

64. (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.

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Page 23: Dilatação térmica 1

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.

65. (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.

66. (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

67. (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%

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Page 24: Dilatação térmica 1

68. (Uel 97) Uma chapa de zinco, cujo coeficiente de dilatação linear é 25.10­§°C­¢, sofre elevação de 10°C na sua temperatura.

Verifica-se que a área da chapa aumenta de 2,0 cm£. Nessas condições, a área inicial da chapa mede, em cm£,

a) 2,0.10£

b) 8,0.10£

c) 4,0.10¤

d) 2,0.10¥

e) 8,0.10¥

69. (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.

70. (Unirio 99)

Um estudante pôs em prática uma experiência na qual ele pudesse observar alguns conceitos relacionados à "Dilatação Térmica

dos Sólidos". Ele utilizou dois objetos: um fino fio de cobre de comprimento 4L, com o qual ele montou um quadrado como

mostra a FIGURA I, e uma chapa quadrada, também de cobre, de espessura desprezível e área igual a L£, como mostra a

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Page 25: Dilatação térmica 1

FIGURA II. Em seguida, o quadrado montado e a chapa, que se encontravam inicialmente à mesma temperatura, foram

colocados num forno até que alcançassem o equilíbrio térmico com este. Assim, a razão entre a área da chapa e a área do

quadrado formado com o fio de cobre, após o equilíbrio térmico destes com o forno, é:

a) 5

b) 4

c) 3

d) 2

e) 1

71. (Ufv 99) 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.

72. (Ufsm 99) Uma barra metálica de 4m de comprimento e de seção reta quadrada, com área de 16cm£, ao ser aquecida,

passa a ter um comprimento de 4,01m. Então, o número que expressa, com maior aproximação, a nova área da seção reta (em

cm£) é

a) 16,01.

b) 16,04.

c) 16,08.

d) 17,00.

e) 17,03.

73. (Unirio 2000) Um aluno pegou um 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

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Page 26: Dilatação térmica 1

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.

74. (Uepg 2001) A figura abaixo 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 ‘v que é o coeficiente de expansão dos dois

vidros e que ‘t é o coeficiente de expansão das duas tampas, assinale o que for correto.

01) Sendo ‘t menor que ‘v, se elevarmos a temperatura dos dois conjuntos, o vidro 1 se romperá.

02) Sendo ‘t maior que ‘v, se elevarmos a temperatura dos dois conjuntos, o vidro 2 se romperá.

04) Sendo ‘t menor que ‘v, se elevarmos a temperatura dos dois conjuntos, ambos se romperão.

08) Sendo ‘t maior que ‘v, 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.

75. (Ufc 2001) Uma chapa de aço que está, inicialmente, à temperatura ambiente (25 °C) é aquecida até atingir a temperatura

de 115 °C. Se o coeficiente de dilatação térmica linear da chapa é igual a 11×10­§K­¢, sua área aumentou, por causa do

aquecimento, aproximadamente:

a) 0,02 %

b) 0,2 %

c) 0,001 %

d) 0,01 %

e) 0,1 %

76. (Mackenzie 2001) Uma placa de aço (coeficiente de dilatação linear=1,0.10­¦°C­¢) tem o formato de um quadrado de 1,5m

de lado e encontra-se a uma temperatura de 10°C. Nessa temperatura, retira-se um pedaço da placa com formato de um disco

de 20cm de diâmetro e aquece-se, em seguida, apenas a placa furada, até a temperatura de 510°C. Recolocando-se o disco,

mantido a 10°C, no "furo" da placa a 510°C, verifica-se uma folga, correspondente a uma coroa circular de área:

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Page 27: Dilatação térmica 1

a) 1,57 cm£

b) 3,14 cm£

c) 6,3 cm£

d) 12,6 cm£

e) 15,7 cm£

77. (Ufes 2000) Uma placa metálica tem a sua temperatura elevada uniformemente de 20°C para 30°C. No final do processo,

verifica-se que a razão entre as áreas final Af e inicial Ai é Af/Ai=1,001. Com esses dados podemos afirmar que o coeficiente de

dilatação linear do material da placa, em °C­¢, é

a) 1 × 10­¦

b) 2 × 10­¦

c) 3 × 10­¥

d) 4 × 10­¦

e) 5 × 10­¦

78. (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¤

79. (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%.

80. (Ufpe 95) Deseja-se fechar um furo de 24,95cm£ de área, no centro de um disco de magnésio, com um disco de 20,05cm£

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.

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Page 28: Dilatação térmica 1

81. (Mackenzie 96) Uma barra metálica, ao variar sua temperatura de 80°C, aumenta seu comprimento de 0,16%. O coeficiente

de dilatação volumétrico do material dessa barra é:

a) 6.10­¦ °C­¢

b) 5.10­¦ °C­¢

c) 4.10­¦ °C­¢

d) 3.10­¦ °C­¢

e) 2.10­¦ °C­¢

82. (Ufrs 96) Um recipiente de vidro, cujas paredes são finas, contém glicerina. O conjunto se encontra a 20°C. O coeficiente

de dilatação linear do vidro é 27×10­§°C­¢ e o coeficiente de dilatação volumétrica da glicerina é 5,0×10­¥°C­¢. Se a temperatura

do conjunto se elevar para 60°C, pode-se afirmar que o nível da glicerina no recipiente

a) baixa, porque a glicerina sofre um aumento de volume menor do que o aumento na capacidade do recipiente.

b) se eleva, porque a glicerina aumenta de volume e a capacidade do recipiente diminui de volume.

c) se eleva, porque apenas a glicerina aumenta de volume.

d) se eleva, apesar da capacidade do recipiente aumentar.

e) permanece inalterado, pois a capacidade do recipiente aumenta tanto quanto o volume de glicerina.

83. (Puccamp 99) As figuras mostram as variações do volume V dos corpos A e B, C e D e E e F em função da temperatura T.

Nessas situações, analise as afirmativas a seguir.

I - A situação I pode ocorrer para dois sólidos de mesmo material.

II - A situação II somente pode ocorrer se o coeficiente de dilatação de D for maior que o dobro do coeficiente de dilatação de C.

III - A situação III somente ocorre se o coeficiente de dilatação de E for maior que o de F.

Pode-se afirmar que SOMENTE

a) I é correta.

b) II é correta.

c) III é correta.

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Page 29: Dilatação térmica 1

d) I e II são corretas.

e) II e III são corretas.

84. (Ufv 99) Quando introduzimos um termômetro de mercúrio em um recipiente contendo água a uma temperatura

significativamente superior à temperatura inicial do termômetro, percebemos, de imediato, que ocorre uma diminuição da coluna

de mercúrio antes de seu esperado aumento. Explique este fato.

85. (Ufes 99) Duas substâncias A e B têm seus gráficos de densidade × temperatura representados a seguir. As substâncias

são colocadas a 4°C em garrafas de vidro distintas, ocupando todo o volume das garrafas. Considere o coeficiente de dilatação

do vidro das garrafas muito menor que o das substâncias A e B. As garrafas são, então, fechadas e colocadas em um

refrigerador a 0°C. Após um longo período de tempo, pode-se dizer que

a) a garrafa de A se quebra e a de B não.

b) a garrafa de B se quebra e a de A não.

c) as garrafas de A e B se quebram.

d) as garrafas de A e B não se quebram.

e) os dados fornecidos não são suficientes para se chegar a uma conclusão.

86. (Uel 99) Um copo de vidro de capacidade 100cm¤, a 20,0°C, contém 98,0cm¤ de mercúrio a essa temperatura. O mercúrio

começará a extravasar quando a temperatura do conjunto, em °C, atingir o valor de

Dados:

Coeficientes de dilatação cúbica:

mercúrio = 180 . 10­§°C­¢

vidro = 9,00 . 10­§°C­¢

a) 300

b) 240

c) 200

d) 160

e) 140

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Page 30: Dilatação térmica 1

87. (Mackenzie 99) No estudo dos materiais utilizados para a restauração de dentes, os cientistas pesquisam entre outras

características o coeficiente de dilatação térmica. Se utilizarmos um material de coeficiente de dilatação térmica inadequado,

poderemos provocar sérias lesões ao dente, como uma trinca ou até mesmo sua quebra. Neste caso, para que a restauração

seja considerada ideal, o coeficiente de dilatação volumétrica do material de restauração deverá ser:

a) igual ao coeficiente de dilatação volumétrica do dente.

b) maior que o coeficiente de dilatação volumétrica do dente, se o paciente se alimenta predominantemente com alimentos muito

frios.

c) menor que o coeficiente de dilatação volumétrica do dente, se o paciente se alimenta predominantemente com alimentos

muito frios.

d) maior que o coeficiente de dilatação volumétrica do dente, se o paciente se alimenta predominantemente com alimentos muito

quentes.

e) menor que o coeficiente de dilatação volumétrica do dente, se o paciente se alimenta predominantemente com alimentos

muito quentes.

88. (Ita 2002) Um pequeno tanque, completamente preenchido com 20,0Ø de gasolina a 0°F, é logo a seguir transferido para uma

garagem mantida à temperatura de 70°F. Sendo –=0,0012°C­¢ o coeficiente de expansão volumétrica da gasolina, a alternativa

que melhor expressa o volume de gasolina que vazará em conseqüência do seu aquecimento até a temperatura da garagem é

a) 0,507Ø

b) 0,940Ø

c) 1,68Ø

d) 5,07Ø

e) 0,17Ø

89. (Ufrs 2000) O diagrama abaixo representa, em unidades arbitrárias, o coeficiente de dilatação volumétrica (–) de um certo

material, como função da temperatura absoluta (T). Em todo o intervalo de temperaturas mostrado no gráfico, o material

permanece sólido.

Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas do parágrafo abaixo.

Quando a temperatura aumenta de T• para T‚, o volume de um objeto feito com este material ........; na região de temperaturas

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maiores do que T‚ o volume desse objeto .......... quando aumenta a temperatura.

a) aumenta - aumenta

b) aumenta - permanece constante

c) aumenta - diminui

d) diminui - aumenta

e) diminui - permanece constante

90. (Fatec 99) Um bloco maciço de zinco tem forma de cubo, com aresta de 20cm a 50°C. O coeficiente de dilatação linear

médio do zinco é 25.10­§°C­¢.

O valor, em cm¤, que mais se aproxima do volume desse cubo a uma temperatura de -50°C é:

a) 8060

b) 8000

c) 7980

d) 7940

e) 7700

91. (Ufrs 2002) Qualitativamente, os gráficos V•, V‚ e Vƒ, apresentados a seguir, propõem diferentes variações de volume com

a temperatura para uma certa substância, no intervalo de temperaturas de 2 °C a 6 °C. Do mesmo modo, os gráficos D•, D‚ e Dƒ

propõem diferentes variações de densidade com a temperatura para a mesma substância, no mesmo intervalo de temperaturas.

Dentre esses gráficos, selecione o par que melhor representa, respectivamente, as variações de volume e densidade da água

com a temperatura, à pressão atmosférica, no intervalo de temperaturas considerado.

a) V• - D•

b) V• - Dƒ

c) V‚ - D•

d) V‚ - D‚

e) Vƒ - Dƒ

92. (Fuvest 92) Adote: calor específico da água: 1 cal/g.°C

A 10°C, 100 gotas idênticas tem um líquido ocupam um volume de 1,0cm¤. A 60°C, o volume ocupado pelo líquido é de 1,01cm¤.

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Calcule:

a) A massa de 1 gota de líquido a 10°C, sabendo-se que sua densidade, a esta temperatura, é de 0,90g/cm¤.

b) o coeficiente de dilatação volumétrica do líquido.

93. (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 10mm, 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

94. (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° e deixa o automóvel exposto ao sol.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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95. (Fuvest 98) Um termômetro especial, de líquido dentro de um recipiente de vidro, é constituído de um bulbo de 1cm¤ e um

tubo com secção transversal de 1mm£. À temperatura de 20°C, o líquido preenche o tubo até uma altura de 12mm. Considere

desprezíveis os efeitos da dilatação do vidro e da pressão do gás acima da coluna do líquido. Podemos afirmar que o coeficiente

de dilatação volumétrica médio do líquido vale:

a) 3 × 10­¥ °C­¢

b) 4 × 10­¥ °C­¢

c) 12 × 10­¥ °C­¢

d) 20 × 10­¥ °C­¢

e) 36 × 10­¥ °C­¢

96. (Ita 97) Um certo volume de mercúrio, cujo coeficiente de dilatação volumétrico é –m, é introduzido num vaso de volume V³,

feito de vidro de coeficiente de dilatação volumétrico –v. O vaso com mercúrio, inicialmente a 0°C, é aquecido a uma

temperatura T (em °C). O volume da parte vazia do vaso à temperatura T é igual ao volume da parte vazia do mesmo a 0°C. O

volume de mercúrio introduzido no vaso a 0°C é:

a) (–v/–m) V³

b) (–m/–v) V³

c) –m/–v (273)/(T + 273) V³

d) [1 - (–v/–m)] V³

e) [1 - (–m/–v)] V³

97. (Fgv 2001) O dono de um posto de gasolina recebeu 4000Ø de combustível por volta das 12 horas, quando a temperatura era

de 35°C. Ao cair da tarde, uma massa polar vinda do Sul baixou a temperatura para 15°C e permaneceu até que toda a gasolina

fosse totalmente vendida. Qual foi o prejuízo, em litros de combustível, que o dono do posto sofreu?

(Dados: coeficiente de dilatação do combustível é de 1,0. 10­¤ °C­¢)

a) 4Ø

b) 80Ø

c) 40Ø

d) 140Ø

e) 60Ø

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98. (Ufrrj 2000) Pela manhã, com temperatura de 10°C, João encheu completamente o tanque de seu carro com gasolina e

pagou R$33,00. Logo após o abastecimento deixou o carro no mesmo local, só voltando para buscá-lo mais tarde, quando a

temperatura atingiu a marca de 30°C.

Sabendo-se que o combustível extravasou, que o tanque dilatou e que a gasolina custou R$1,10 o litro, quanto João perdeu em

dinheiro?

Dado: Coeficiente de dilatação térmica da gasolina igual a 1,1×10­¤°C­¢.

99. (Ufla 2003) Um bulbo de vidro conectado a um tubo fino, com coeficiente de dilatação desprezível, contendo certa massa de

água na fase líquida é mostrado a seguir em três situações de temperatura. Na primeira, o sistema está a 4°C; na segunda, a

1°C e, na terceira, a 10°C. Conforme a temperatura, a água ocupa uma certa porção do tubo. Tal fenômeno é explicado

a) pelo aumento de volume da água de 0°C a 4°C, seguido da diminuição do volume a partir de 4°C.

b) pela diminuição da densidade da água de 0°C a 4°C, seguido do aumento da densidade a partir de 4°C.

c) pelo aumento do volume da água a partir de 0°C.

d) pelo aumento da densidade da água de 0°C a 4°C, seguido da diminuição da densidade a partir de 4°C.

e) pela diminuição do volume da água a partir de 0°C.

100. (Pucmg 2003) Quando aumentamos a temperatura dos sólidos e dos líquidos, normalmente seus volumes aumentam.

Entretanto, algumas substâncias apresentam um comportamento anômalo, como é o caso da água, mostrado no gráfico a

seguir. Assinale a afirmativa CORRETA.

a) O volume da água aumenta e sua densidade diminui, quando ela é resfriada abaixo de 4°C.

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b) Entre 4°C e 0°C, a diminuição de temperatura faz com que a água se torne mais densa.

c) Quando a água é aquecida, a partir de 4°C sua densidade e seu volume aumentam.

d) Quando a água está a 4°C, ela apresenta a sua menor densidade.

101. (Ufg 2004) Num dia quente em Goiânia, 32°C, uma dona de casa coloca álcool em um recipiente de vidro graduado e

lacra-o bem para evitar evaporação. De madrugada, com o termômetro acusando 12°C, ela nota surpresa que, apesar do vidro

estar bem fechado, o volume de álcool reduziu. Sabe-se que o seu espanto não se justifica, pois trata-se do fenômeno da

dilatação térmica. A diminuição do volume foi de

Considere o coeficiente de dilatação térmica volumétrica do álcool:

–(álcool) = 1,1 × 10­¤ °C­¢ >> –(vidro)

a) 1,1%

b 2,2%

c) 3,3%

d) 4,4%

e) 6,6%

102. (Ufu 2005) Um frasco de capacidade para 10 litros está completamente cheio de glicerina e encontra-se à temperatura de

10°C. Aquecendo-se o frasco com a glicerina até atingir 90°C, observa-se que 352 ml de glicerina transborda do frasco.

Sabendo-se que o coeficiente de dilatação volumétrica da glicerina é 5,0 × 10­¥°C­¢, o coeficiente de dilatação linear do frasco é,

em °C­¢.

a) 6,0 × 10­¦.

b) 2,0 × 10­¦.

c) 4,4 × 10­¥.

d) 1,5 × 10­¥.

103. (Pucsp 96) Uma barra de alumínio, inicialmente a 20°C, tem, nessa temperatura, uma densidade linear de massa igual a

2,8x10­¤g/mm. A barra é aquecida sofrendo uma variação de comprimento de 3mm. Sabe-se que o alumínio tem coeficiente de

dilatação linear térmica igual a 2,4x10­¦ °C­¢ e seu calor específico é 0,2cal/g°C. A quantidade de calor absorvida pela barra é:

a) 35 cal

b) 70 cal

c) 90 cal

d) 140 cal

e) 500 cal

104. (Ufu 99) a) A figura (a) esquematiza uma repetição das famosas experiências de Joule (1818-1889). Um corpo de 2kg de

massa, conectado a um calorímetro contendo 400g de água à uma temperatura inicial de 298K, cai de uma altura de 5m. Este

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Page 36: Dilatação térmica 1

procedimento foi repetido n vezes, até que a temperatura do conjunto água mais calorímetro atingisse 298,4K, conforme mostra

a figura (b). Considere que apenas 60% da energia mecânica total liberada nas n quedas do corpo é utilizada para aquecer o

conjunto (calorímetro mais água) e adote g=10m/s£.

a-1) Calcule a capacidade térmica do calorímetro, em J/°C.

a-2) Determine n.

b) Um frasco tem volume de 2000cm¤ a 0°C e está completamente cheio de mercúrio a esta temperatura. Aquecendo o conjunto

até 100°C, entornam 30,4cm¤ de mercúrio. O coeficiente de dilatação volumétrica do mercúrio é –=18,2 . 10­¦°C­¢. Calcule o

coeficiente de dilatação linear do frasco.

105. (Uem 2004) Um calorímetro de capacidade térmica 48,0 cal/°C contém 6,5 kg de mercúrio. A temperatura do conjunto é de

20°C. Coloca-se, em seu interior, um bloco de uma liga de alumínio cuja massa é de 810 g e cuja temperatura é de 45°C.

Assuma que os calores específicos do mercúrio e da liga de alumínio valem, respectivamente,

c(Hg) = 0,03 cal/g.K e c(AØ) = 0,2 cal/g.K, que suas massas específicas valem, respectivamente, ˜(Hg) = 13,0 g/cm¤ (a 20°C) e

˜(AØ) = 2,7 g/cm¤ (a 45°C), que o coeficiente de dilatação volumétrica do mercúrio vale –(Hg) = 1,8x10­¥ °C­¢ e que o

coeficiente de dilatação linear da liga de alumínio vale ‘(AØ) = 2,0x10­¦ °C­¢. Assinale o que for correto.

01) A temperatura de equilíbrio térmico do sistema calorímetro+mercúrio+bloco de liga de alumínio vale 32,5°C.

02) Desde o instante em que o bloco de liga de alumínio foi incorporado ao sistema calorímetro+mercúrio até o instante em que

foi atingida a temperatura de equilíbrio térmico, o mercúrio recebeu 1,95 kcal.

04) A utilização do calorímetro permitiu que as trocas de calor ocorressem somente entre o bloco de liga de alumínio e o

mercúrio.

08) O calorímetro recebeu 480 cal da vizinhança em que se encontrava.

16) Na temperatura de 20°C, o volume do mercúrio era de 500 cm¤ e, na temperatura de 45°C, o volume do bloco de liga de

alumínio era de 300 cm¤.

32) Na temperatura de equilíbrio térmico, o volume de mercúrio estava 0,9 cm¤ maior e o do bloco de liga de alumínio estava

0,27 cm¤ menor.

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106. (G1) Assinale a alternativa ERRADA.

a) Os corpos se dilatam sob efeito do calor.

b) Dois corpos em equilíbrio térmico têm, necessariamente, a mesma temperatura.

c) A transferência de calor se faz do corpo mais frio para o mais quente.

d) Quando um corpo absorve calor, sua energia térmica aumenta.

e) Temperatura é a medida da energia térmica de um corpo.

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GABARITOGABARITOGABARITOGABARITO

1. f = 97,8%

2. 02 + 08 + 16 = 26

3. 04 + 08 = 12

4. a) 553 s

b) 2,28 cm£

5. [A]

6. [B]

7. Como a temperatura média em Salvador é maior que na Suíça, a haste do relógio de pêndulo dilatou-se e deste modo não é

mais pontual. Com o aumento da haste do relógio, o pêndulo demora mais para completar um ciclo (ida e volta), e desta forma

demora mais para marcar os segundos, atrasando-se.

8. [B]

9. [C]

10. [A]

11. [A]

12. [A]

13. 4,5 %

14. [C]

15. [E]

16. [E]

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17. 3,0 . 10­¦°C­¢

18. [B]

19. [D]

20. Não. O que ocorre é o aumento nos espaços entre as moléculas que constituem o material.

21. Ficar mais livre.

22. [C]

23. [E]

24. [A]

25. [C]

26. [E]

27. [E]

28. [E]

29. [A]

30. [A]

31. [D]

32. [D]

33. [A]

34. [D]

35. [B]

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36. [C]

37. [D]

38. [A]

39. [D]

40. [E]

41. [C]

42. [D]

43. Quando a lâmina bimetálica é submetida a uma variação de temperatura, será forçada a curvar-se, pois os metais não se

dilatarão igualmente, pois o coeficiente de dilatação do chumbo é diferente do coeficiente de dilatação do bronze.

44. [A]

45. [B]

46. [B]

47. [C]

48. [A]

49. [D]

50. [E]

51. [B]

52. [A]

53. [A]

54. [E]

40

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55. [B]

56. [E]

57. [C]

58. [E]

59. [C]

60. [B]

61. [C]

62. [D]

63. I = 9,996 cm.

64. [D]

65. [B]

66. [E]

67. [B]

68. [C]

69. [B]

70. [E]

71. [E]

72. [C]

73. [A]

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74. 11

75. [B]

76. [B]

77. [E]

78. [A]

79. [B]

80. 40

81. [A]

82. [D]

83. [B]

84. Dilatação do corpo de vidro do termômetro.

85. [A]

86. [E]

87. [A]

88. [B]

89. [A]

90. [D]

91. [D]

92. a) 9,0 . 10­¤ g

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Page 43: Dilatação térmica 1

b) 2,0 . 10­¥ °C­¢

93. [C]

94. [A]

95. [B]

96. [A]

97. [B]

98. R$ 0,73

99. [D]

100. [A]

101. [B]

102. [B]

103. [B]

104. a-1) 1600 J/°C

a-2) n = 16

b) 10­¦ °C­¢

105. 50

106. [C]

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