Colégio Nomelini. FÍSICA Aprofundamento Profº. JB

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1 FÍSICA Aprofundamento Profº. JB LISTA DE RECUPERAÇÃO MENSAL 2º. ANO EM DILATAÇÃO 1) 1. (Unesp 89) O coeficiente de dilatação linear médio de um certo material é e a sua massa específica a 0 C é. 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 24,95cm 2 de área, no centro de um disco de magnésio, com um disco de 20,05cm 2 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. 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. 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: 3. (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. 7. (Cesgranrio 94) O comprimento Ø de uma barra de latão varia, em função da temperatura š, segundo o gráfico a seguir. 4. (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 3. A 60 C, o volume ocupado pelo líquido é de 1,01cm 3. 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 3. b) o coeficiente de dilatação volumétrica do líquido. 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 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 = ( ) 1 Assim, o coeficiente de dilatação linear do latão, no intervalo de 0 C a 100 C, vale: 8. (Cesgranrio 95) Uma régua de metal mede corretamente os comprimentos de uma barra de alumínio e de uma de cobre, na temperatura ambiente de 20 C, sendo os coeficientes de dilatação linear térmica do metal, do alumínio e do cobre, respectivamente iguais a, 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.

2 d) maior e maior. e) igual e igual. 9. (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. Os diâmetros dos cilindros, à temperatura inicial são conhecidos. de, 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 13. (Ita 95) Se duas barras, uma de alumínio com comprimento L1 e coeficiente de dilatação térmica e outra de aço com comprimento L2>L1 e coeficiente de dilatação térmica 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 L1 e L2 são a 0 C: 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 o cilindro-guia deverá ser feito do material A, e o pistão, do material B. c) à temperatura o conjunto funciona perfeitamente, com o pistão deslizando suavemente pelo cilindro-guia. d) para temperaturas iguais a o pistão deverá ser feito do material B. e) não existe temperatura na qual o conjunto funcione perfeitamente. 14. (Mackenzie 99) Se uma haste de prata varia seu comprimento de acordo com o gráfico dado, o coeficiente de dilatação linear desse material vale: 10. (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 3 L. Qual é o coeficiente de dilatação do metal? 11. (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 12. (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 (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 o coeficiente de dilatação linear do material de uma barra e 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 16. (Puc-rio 2000) Uma porca está muito apertada no parafuso. O que você deve fazer para afrouxá-la?

3 RESPOSTAS 1. 4,5 % Dilatação do corpo de vidro do termômetro. 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. 4. a) 9, g b) 2, C = [B] 7. [A] 8. [A] 9. [D] 10. [D] 11. [A] 12. [B] 13. [C] 14. [C] 15. [E] 16. [C] 3

4 CALORIMETRIA 1: (UEFS/BA) - Uma pessoa deseja tomar banho de banheira com água a temperatura de 30 C, misturando água quente com água fria. Colocando 100,0 litros de água fria, a 20 C, na banheira, de capacidade térmica desprezível, e considerandose o calor específico e a densidade da água, respectivamente, iguais a 1,0 cal/g C e 1g/cm³, pode-se afirmar que a quantidade de água quente, a 50 C, que deve ser adicionada na banheira é igual, em litros, a A - 10 B - 20 C - 30 D - 40 E : (UESC/BA) Para medir o calor específico de um determinado metal, foram colocados 80,0 g de um líquido de calor específico 0,25 cal/g C a 22 C no interior de um calorímetro de capacidade térmica 5,0 cal/ C. Em seguida, uma amostra de 100,0 g do metal a 92 C foi introduzida no calorímetro. Sabendo-se que o equilíbrio térmico se estabeleceu a 42 C, pode-se afirmar que o calor específico do metal, em cal/g C, é de: A - 0,10 B - 0,15 C - 0,20 D - 0,25 E - 0,30 3. (UESC/BA) - Uma parede de concreto com 9,0 m² de área e 10,0 cm de espessura tem coeficiente de condutibilidade térmica K = 2, cal/s.cm C. Sabendo-se que, em um determinado momento, a diferença de temperatura entre suas faces é de 5,0 C, a quantidade de calor que flui, no regime estacionário, através da parede durante 10,0 min, em calorias, é: A - 5,4 B - 54 C D E (UESC/BA) - O aumento crescente de construções verticalizadas favorece a transformação dos centros urbanos em verdadeiras ilhas de calor. Pintar as paredes com tinta branca e as caixas-d água com tinta preta são alternativas para minimizar o aumento da temperatura e viabilizar o aproveitamento do calor. Isso é possível devido aos fenômenos ópticos denominados, respectivamente: A - Reflexão e refração. B - Refração e absorção. C - Difração e reflexão. D - Absorção e difração. E - Reflexão e absorção (UEA/AM) - Um aquecedor elétrico, imerso em um recipiente contendo 3/4 de litro de água, na temperatura de 20ºC, é capaz de levá-la à ebulição em 4 minutos. Considerando 1cal = 4J, qual é a potência do aquecedor, se desprezarmos as perdas de calor no processo? A - 500W. B - 800W. C - 1kW. D - 1,8kW. E - 2,5kW. 6. (UEA/AM) Assinale a afirmativa correta a respeito do mecanismo que envolve a noção física de calor. A - No inverno rigoroso, vestir um agasalho bem grosso é mais eficiente do que várias peças de roupas superpostas. B - Quando chegamos em casa, nos dias frios, devemos fechar logo a porta, para o frio não entrar. C - Numa garrafa térmica, faz-se vácuo entre as paredes duplas para impedir a perda de calor por irradiação. D - Na hora de dormir, os cobertores aquecem nosso corpo. E - O frio que sentimos, ao sairmos molhados da piscina, se deve à evaporação junto à pele. 7. (UFAM) - Um calorímetro de capacidade térmica desprezível contém em seu interior m gramas de um líquido, de calor específico c, na temperatura estável de 20 C. Despejamos, então, no calorímetro, 4 m gramas de outro líquido, de calor específico 2 c, inicialmente a 60 C. Admitindo uma troca de calor sem perdas, pode-se prever que o equilíbrio térmico será atingido na temperatura aproximada de: A - 55 C B - 58 C C - 47 C D - 35 C E - 28 C 8. (UFAM) - O gráfico representa a temperatura dois corpos sólidos A e B de massas iguais, em função da quantidade de calor Q recebida. Colocando A a 20 C em contato com B a 100 C e admitindo que a troca de calor só ocorra entre eles, a temperatura final de equilíbrio em C é: A - 50 B - 80 C - 60 D - 70 E (UNEMAT/MT) - Numa noite em que a temperatura

5 ambiente está a 0ºC, uma pessoa dorme sob um cobertor de 3,0 cm de espessura e de condutibilidade térmica igual a 3, J/msºC. A pele da pessoa está a 35ºC. Logo, a quantidade de calor transmitida pelo cobertor durante 2 horas, por m² de superfície, será aproximadamente igual a: A - 2, J B - 3, J C - 6, J D - 3, J E - N.d.a. 10. (UNEMAT/MT) - Uma fonte térmica de potência constante aquece um bloco de ferro de massa 300 gramas, elevando sua temperatura de 0º C para 80º C. Se o calor específico do ferro vale 0,1 cal/gºc e o aquecimento demorou 8 minutos, pode-se dizer que a potência dessa fonte térmica, em cal/s será: A - 8 cal/s B - 10 cal/s C - 5 cal/s D - 6 cal/s E - Nenhuma das alternativas acima. 11. (CESUPA/PA) - Em um termômetro clínico comum, uma pequena quantidade de mercúrio é colocada dentro de um tubo de vidro bem fino. Quando o termômetro está à temperatura ambiente e o colocamos em contato com o corpo de uma pessoa, observamos que a coluna de mercúrio no tubo ocupará posições diferentes em seu comprimento, o que indica a temperatura do corpo. Das alternativas abaixo, indique a afirmativa correta sobre o funcionamento do termômetro de mercúrio: A - O mercúrio se expande, conforme sua temperatura aumenta, até ele atingir o equilíbrio térmico com o corpo. B - O mercúrio tem coeficiente de dilatação igual ao do vidro no qual é colocado, pois se não fosse assim seria impossível a leitura da temperatura. C - Ao contrair seu diâmetro pela diferença de temperatura, o vidro força o mercúrio a aumentar seu comprimento dentro do tubo. D - Só podemos deixar o termômetro em contato com a pessoa durante alguns minutos, pois se o tempo for longo demais o mercúrio se expandirá até o final do tubo, correndo o risco de quebrá-lo. 12. (UFES) - Considerando o Texto IX sobre ilha de calor, é correto afirmar que as substâncias constituintes dos materiais urbanos: A - têm, em sua maioria, calores específicos de baixos valores. B - têm, em sua maioria, calores específicos de altos valores. C - são todos excelentes isolantes térmicos. D - são todos péssimos isolantes térmicos. E - são todos excelentes condutores elétricos. 13. (UEPG/PR) - A transferência de calor ocorre por condução, por convecção e por irradiação. Sobre estes fenômenos, assinale o que for correto. 1 - Na condução, o fluxo de calor é inversamente proporcional à diferença de temperatura entre dois pontos. 2 - Na convecção, há transporte de matéria. 4 - Na irradiação, não ocorre transporte de energia. 8 - A irradiação ocorre através de ondas eletromagnéticas e com predominância dos raios infravermelhos Na condução, é necessário um suporte material para que o fenômeno ocorra. 14. (ACAFE/SC) - Entre todos os poluentes da atmosfera, o principal alvo da neutralização é o dióxido de carbono (CO 2 ), gás responsável por impedir a dissipação para o espaço das ondas de calor resultantes da reflexão da luz do sol sobre a superfície do planeta. Em relação às formas de condução de calor entre o Sol e a Terra, é correto afirmar que ocorre por: A - radiação. B - convecção. C - condução. D - radiação e convecção. E - convecção e condução. 15. (UFSC/SC) - Um aluno de Ensino Médio está projetando um experimento sobre a dilatação dos sólidos. Ele utiliza um rebite de material A e uma placa de material B, de coeficientes de dilatação térmica, respectivamente, iguais a α A e α B. A placa contém um orifício em seu centro, conforme indicado na figura. O raio R A do rebite é menor que o raio R B do orifício e ambos os corpos se encontram em equilíbrio térmico com o meio. Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 1 - Se α A < α B e aquecermos apenas o rebite, a folga aumentará. 2 - Se α A > α B a folga ficará inalterada se ambos forem igualmente aquecidos. 4 - Se α A > α B a folga irá aumentar se ambos forem igualmente resfriados. 8 - Se α A = α B a folga ficará inalterada se ambos forem igualmente aquecidos Se α A = α B e aquecermos somente a placa, a folga aumentará Se α A > α B a folga aumentará se apenas a placa for aquecida. 16. (UECE) - Considere um sistema constituído de dois volumes de água, um de 400 litros à temperatura de 20 ºC e o outro de 100 litros à 70 ºC. Sabendo-se que o sistema está isolado da vizinhança, a temperatura de equilíbrio é, em graus centígrados, igual a: A - 20 B

6 C - 45 D 60 RESPOSTAS: questão 1: E questão 2: A questão 3: E questão 4: E questão 5: C questão 6: E questão 7: A questão 8: B questão 9: A questão 10: C questão 11: A questão 12: A questão 13: 26 questão 14: A questão 15: 52 questão 16: B 6

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