Dilatação térmica de sólidos e líquidos

Física, 2ª série: Dilatação térmica de sólidos e líquidos

1. Um trilho de aço de 20 m de comprimento sofre um aumento de temperatura de 40 °C entre uma madrugada fria e uma tarde quente. O coeficiente de dilatação linear do aço é 1,2 · 10⁻⁵ °C⁻¹. O aumento de comprimento do trilho é de

   1. a0,96 mm
   2. b96 mm
   3. c4,8 mm
   4. d9,6 m
   5. e9,6 mm

2. Calçadas de concreto e pontes são construídas com pequenos espaços entre placas ou trechos, chamados juntas de dilatação. A função dessas juntas é

   1. afacilitar o escoamento da água da chuva da superfície para o solo
   2. breduzir o peso da estrutura, economizando material
   3. cpermitir que o material se dilate e se contraia sem trincar
   4. dimpedir que o material se dilate nos dias quentes
   5. eaumentar o atrito dos pneus e dos pés com a superfície

3. Uma lâmina bimetálica é formada por uma tira de latão e uma tira de aço soldadas lado a lado. O latão tem coeficiente de dilatação maior que o do aço. Ao ser aquecida, a lâmina

   1. acurva-se de modo que o latão fique no lado interno (côncavo) da curva
   2. bpermanece reta, pois os dois metais se dilatam
   3. cencurta, pois o aço comprime o latão
   4. dcurva-se para qualquer lado, ao acaso
   5. ecurva-se de modo que o aço fique no lado interno (côncavo) da curva

4. Uma chapa metálica plana tem um furo circular no centro. Quando a chapa é aquecida uniformemente, o diâmetro do furo

   1. adiminui, pois o metal se expande para dentro do furo
   2. baumenta, como se o furo fosse preenchido pelo mesmo metal
   3. cnão se altera, pois o furo não é feito de metal
   4. ddiminui, pois a chapa se curva ao ser aquecida
   5. eaumenta apenas se o metal tiver coeficiente de dilatação negativo

5. O tanque de um carro, com capacidade de 50 L, é completamente abastecido com gasolina a 15 °C. O carro fica estacionado ao sol, e a gasolina atinge 35 °C. O coeficiente de dilatação volumétrica da gasolina é 1,0 · 10⁻³ °C⁻¹. Desprezando a dilatação do tanque, o aumento de volume da gasolina é de

   1. a0,10 L
   2. b10 L
   3. c0,50 L
   4. d2,0 L
   5. e1,0 L

6. Um frasco de vidro de 1 000 cm³ está completamente cheio de um líquido a 20 °C. O conjunto é aquecido até 70 °C. Os coeficientes de dilatação volumétrica do líquido e do vidro são 5,0 · 10⁻⁴ °C⁻¹ e 3,0 · 10⁻⁵ °C⁻¹. O volume de líquido que transborda é

   1. a25,0 cm³
   2. b23,5 cm³
   3. c1,5 cm³
   4. d26,5 cm³
   5. e235 cm³

7. A água tem comportamento anômalo: entre 0 °C e 4 °C, ela se contrai ao ser aquecida, atingindo densidade máxima a 4 °C. Uma consequência importante para os seres vivos é que, em lagos de regiões muito frias,

   1. ao lago congela de baixo para cima, matando primeiro os organismos que vivem no fundo
   2. ba água do fundo fica a 0 °C, e a da superfície, a 4 °C
   3. co gelo afunda à medida que se forma, e o lago congela por inteiro
   4. da água nunca congela, pois a densidade máxima impede a formação de gelo
   5. eo lago congela de cima para baixo, e a água do fundo fica líquida, perto de 4 °C

8. No concreto armado, barras de aço são envolvidas por concreto. Essa combinação funciona bem, mesmo com grandes variações de temperatura, porque

   1. ao aço e o concreto têm coeficientes de dilatação linear muito próximos
   2. bo aço não se dilata, pois está protegido pelo concreto
   3. co concreto se dilata muito mais que o aço e o comprime
   4. do aço e o concreto têm a mesma densidade
   5. eo concreto é bom condutor térmico e resfria o aço

9. A tampa metálica de um pote de vidro está muito apertada. Uma dica caseira é colocar a tampa sob água quente por alguns segundos. A dica funciona porque

   1. ao vidro se dilata mais que o metal e empurra a tampa
   2. ba água quente funciona como lubrificante entre tampa e vidro
   3. co ar dentro do pote se contrai e puxa a tampa
   4. do metal se contrai com o calor e se solta do vidro
   5. eo metal da tampa se dilata mais que o vidro, folgando a rosca

10. Um anel de aço tem diâmetro interno de 4,990 cm a 20 °C e precisa ser encaixado em um eixo de 5,000 cm de diâmetro. O coeficiente de dilatação linear do aço é 1,2 · 10⁻⁵ °C⁻¹. Para o encaixe, o anel deve ser aquecido em, no mínimo, aproximadamente

    1. a83 °C
    2. b1 670 °C
    3. c17 °C
    4. d167 °C
    5. e334 °C

11. Ao despejar água fervente em um copo de vidro comum que estava frio, o copo pode trincar. Já recipientes de vidro refratário (borossilicato) suportam esse choque térmico.
    a) Explique por que o copo comum trinca, considerando que o vidro é mau condutor de calor.
    b) Explique por que o vidro refratário resiste melhor, sabendo que seu coeficiente de dilatação é cerca de três vezes menor que o do vidro comum.
    c) Cite outra situação do cotidiano em que a escolha de um material depende de seu comportamento térmico.

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