ENERGIA BARREIROS LISTA FÍSICA 1 DILATAÇÃO DE LÍQUIDOS PROFESSOR: JOHN

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1 ENERGIA BARREIROS LISTA FÍSICA 1 DILATAÇÃO DE LÍQUIDOS PROFESSOR: JOHN 1. (CFTMG 2016) Para verificar se uma pessoa está febril, pode-se usar um termômetro clínico de uso doméstico que consiste em um líquido como o mercúrio colocado dentro de um tubo de vidro graduado, fechado em uma das extremidades e com uma escala indicando os valores de temperatura. Em seguida, coloca-se o termômetro debaixo da axila e aguardam-se alguns minutos para fazer a leitura. As afirmativas a seguir referem-se ao funcionamento do termômetro. I. A temperatura marcada no termômetro coincidirá com a temperatura de ebulição do mercúrio do dispositivo. II. A temperatura marcada na escala do termômetro está relacionada com a dilatação térmica do mercúrio. III. O tempo de espera citado acima refere-se ao tempo necessário para que se atinja o equilíbrio térmico entre o paciente e o termômetro. IV. Se a substância do mesmo termômetro for trocada por álcool, a temperatura indicada será a mesma. As afirmativas corretas são a) I e II. b) I e IV. c) II e III. d) III e IV. 2. (EPCAR (AFA) 2015) Com relação à dilatação dos sólidos e líquidos isotrópicos, analise as proposições a seguir e dê como resposta a soma dos números associados às afirmações corretas. (01) Um recipiente com dilatação desprezível contém certa massa de água na temperatura de quando é, então, aquecido lentamente, sofrendo uma variação de temperatura de 6 C. Nesse caso, o volume da água primeiro aumenta e depois diminui. (02) Quando se aquece uma placa metálica que apresenta um orifício, verifica-se que, com a dilatação da placa, a área do orifício aumenta. (03) Quando um frasco completamente cheio de líquido é aquecido, este transborda um pouco. O volume de líquido transbordado mede a dilatação absoluta do líquido. (04) O vidro pirex apresenta maior resistência ao choque térmico do que o vidro comum porque tem menor coeficiente de dilatação térmica do que o vidro comum. (05) Sob pressão normal, quando uma massa de água é aquecida de 0C até 100 C sua densidade sempre aumenta. (06) Ao se elevar a temperatura de um sistema constituído por três barras retas e idênticas de ferro interligadas de modo a formarem um triângulo isósceles, os ângulos internos desse triângulo não se alteram. a) 07. b) 10. c) 11. d) 12. 1C, TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Quando necessário, use: 2 g 10m s

2 sen 37 0,6 cos 37 0,8 3. (EPCAR (AFA) 2014) Um corpo homogêneo e maciço de massa M e coeficiente de dilatação volumétrica constante γ é imerso inicialmente em um líquido também homogêneo à temperatura de 0 C, e é equilibrado por uma massa balança hidrostática, como mostra a figura abaixo. m 1 através de uma Levando o sistema formado pelo corpo imerso e o líquido até uma nova temperatura de equilíbrio térmico a nova condição de equilíbrio da balança hidrostática é atingida com uma massa igual a x, m 2, na ausência de quaisquer resistências. Nessas condições, o coeficiente de dilatação volumétrica real do líquido pode ser determinado por m a) 2 m1 1 M m1 M m2 x M m γ 2 m b) 1 m2 1 m m2 M m1 x M m γ 1 M m1 1 m2 m1 c) M m2 x M m γ 2 M m2 1 m1 m2 d) M m1 x M m γ 1 4. (UEPG) Considere uma garrafa de vidro totalmente cheia com água, hermeticamente fechada, submetida a alterações de temperatura. Nesse contexto, assinale o que for correto. 01) Diminuindo a temperatura do sistema, desde que a água permaneça líquida, o volume da água diminui em relação ao volume da garrafa, criando um espaço vazio no seu interior. 02) Se a variação de temperatura for de 15 ºC para 5 ºC a garrafa não se romperá. 04) Sendo o coeficiente de dilatação da água menor que o coeficiente de dilatação do vidro, a dilatação observada na água não é real. 08) Aquecido o sistema, o volume interno da garrafa aumenta, enquanto que o volume de água permanece o mesmo. 5. (Uepg 2011) Dilatação térmica é o fenômeno pelo qual variam as dimensões geométricas de um corpo quando este experimenta uma variação de temperatura. Sobre esse fenômeno físico, assinale o que for correto. 01) Em geral, as dimensões de um corpo aumentam quando a temperatura aumenta. 02) Um corpo oco se dilata como se fosse maciço.

3 04) A tensão térmica explica por que um recipiente de vidro grosso comum quebra quando é colocada água em ebulição em seu interior. 08) A dilatação térmica de um corpo é inversamente proporcional ao coeficiente de dilatação térmica do material que o constitui. 16) Dilatação aparente corresponde à dilatação observada em um líquido contido em um recipiente. 6. (PUCRS) As variações de volume de certa quantidade de água e do volume interno de um recipiente em função da temperatura foram medidas separadamente e estão representadas no gráfico abaixo, respectivamente, pela linha contínua (água) e pela linha tracejada (recipiente). Estudantes, analisando os dados apresentados no gráfico, e supondo que a água seja colocada dentro do recipiente, fizeram as seguintes previsões: I. O recipiente estará completamente cheio de água, sem haver derramamento, apenas quando a temperatura for 4ºC. II. A água transbordará apenas se sua temperatura e a do recipiente assumirem simultaneamente valores acima de 4ºC. III. A água transbordará se sua temperatura e a do recipiente assumirem simultaneamente valores acima de 4ºC ou se assumirem simultaneamente valores abaixo de 4ºC. A(s) afirmativa(s) correta(s) é/são: a) I, apenas. b) I e II, apenas. c) I e III, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. 7. (UNESP 2010) Nos últimos anos temos sido alertados sobre o aquecimento global. Estima-se que, mantendo-se as atuais taxas de aquecimento do planeta, haverá uma elevação do nível do mar causada, inclusive, pela expansão térmica, causando inundação em algumas regiões costeiras. Supondo, hipoteticamente, os oceanos como sistemas fechados e considerando que o coeficiente de dilatação volumétrica da água é aproximadamente 2 x 10 4 ºC 1 e que a profundidade média dos oceanos é de 4 km, um aquecimento global de 1 ºC elevaria o nível do mar, devido à expansão térmica, em, aproximadamente, a) 0,3 m. b) 0,5 m. c) 0,8 m. d) 1,1 m.

4 e) 1,7 m. 8. (ENEM) De maneira geral, se a temperatura de um líquido comum aumenta, ele sofre dilatação. O mesmo não ocorre com a água, se ela estiver a uma temperatura próxima a de seu ponto de congelamento. O gráfico mostra como o volume específico (inverso da densidade) da água varia em função da temperatura, com uma aproximação na região entre 0ºC e 10ºC, ou seja, nas proximidades do ponto de congelamento da água. A partir do gráfico, é correto concluir que o volume ocupado por certa massa de água a) diminui em menos de 3% ao se resfriar de 100ºC a 0ºC. b) aumenta em mais de 0,4% ao se resfriar de 4ºC a 0ºC. c) diminui em menos de 0,04% ao se aquecer de 0ºC a 4ºC. d) aumenta em mais de 4% ao se aquecer de 4ºC a 9ºC. e) aumenta em menos de 3% ao se aquecer de 0ºC a 100ºC. 9. (PUCMG 2007) Um recipiente de vidro está completamente cheio de um determinado líquido. O conjunto é aquecido fazendo com que transborde um pouco desse líquido. A quantidade de líquido transbordado representa a dilatação: a) do líquido, apenas. b) do líquido menos a dilatação do recipiente. c) do recipiente, apenas. d) do recipiente mais a dilatação do líquido. 10. (Unesp 2007) É largamente difundida a ideia de que a possível elevação do nível dos oceanos ocorreria devido ao derretimento das grandes geleiras, como consequência do aquecimento global. No entanto, deveríamos considerar outra hipótese, que poderia também contribuir para a elevação do nível dos oceanos. Trata-

5 se da expansão térmica da água devido ao aumento da temperatura. Para se obter uma estimativa desse efeito, considere que o coeficiente de expansão volumétrica da água salgada à temperatura de 20 C seja 2, C -1. Colocando água do mar em um tanque cilíndrico, com a parte superior aberta, e considerando que a variação de temperatura seja 4 C, qual seria a elevação do nível da água se o nível inicial no tanque era de 20 m? Considere que o tanque não tenha sofrido qualquer tipo de expansão. 11. (UFAL 2006) Um recipiente cúbico de zinco, cujo coeficiente de dilatação térmica linear é C -1, tem lado 20 cm à temperatura de 20 C. Nessa temperatura ele é preenchido completamente com mercúrio, de coeficiente de dilatação C -1. O sistema é levado, então, à temperatura final de 120 C. Analise as afirmações. ( ) O coeficiente de dilatação da superfície lateral do cubo é C -1. ( ) A dilatação apresentada pelo lado do cubo é 20 cm. ( ) A dilatação apresentada pelo recipiente é 20 cm 3. ( ) A dilatação do mercúrio é 144 cm 3. ( ) Certamente ocorreu transbordamento maior que 100cm 3 de mercúrio. 12. (Ufpr 2006) Uma taça de alumínio de 120 cm 3 contém 119 cm 3 de glicerina a 21 C. Considere o coeficiente de dilatação linear do alumínio como sendo de 2, K -1 e o coeficiente de dilatação volumétrico da glicerina de 5, K -1. Se a temperatura do sistema taça-glicerina for aumentada para 39 C, a glicerina transbordará ou não? Em caso afirmativo, determine o volume transbordado; em caso negativo, determine o volume de glicerina que ainda caberia no interior da taça. Gabarito: QUESTÃO 1: QUESTÃO 2: [D] QUESTÃO 3: [A] QUESTÃO 4: 01. Gabarito Oficial: = 05. Gabarito Rock s: 01. QUESTÃO 5: = 23 QUESTÃO 6: QUESTÃO 7: QUESTÃO 8:

6 QUESTÃO 9: [B] QUESTÃO 10: h = = 1, m = 1,6 cm QUESTÃO 11: V F F V F QUESTÃO 12: A glicerina não transbordará pois a taça passará a ter um volume de 120,149 centímetros cúbicos, enquanto que o volume total da glicerina passará a ser de 120,092 centímetros cúbicos. Esta diferença 120, ,092 = 0,057 centímetros cúbicos é quanto ainda se poderia preencher de glicerina, na temperatura final.

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