instalação para que, no dia mais quente do verão, a separação entre eles seja de 1 cm? a) 1,01 b) 1,10 c) 1,20 d) 2,00 e) 2,02

Transcrição

1 1. (Ufg) Uma longa ponte foi construída e instalada com blocos de concreto de 5 m de comprimento a uma temperatura de 20 C em uma região na qual a temperatura varia ao longo do ano entre 10 C e 40 C. O concreto destes blocos tem coeficiente de dilatação linear de 10-5 C -1. Nessas condições, qual distância em cm deve ser resguardada entre os blocos na instalação para que, no dia mais quente do verão, a separação entre eles seja de 1 cm? a) 1,01 b) 1,10 c) 1,20 d) 2,00 e) 2,02 2. (Upf) O diâmetro externo de uma arruela de metal é de 4,0 cm e seu diâmetro interno é de 2,0 cm. Aumentada a temperatura da arruela de Δ T, observa-se que seu diâmetro externo aumenta em Δ d. Então, pode-se afirmar que seu diâmetro interno: a) diminui de Δ d. b) diminui de Δ d 2. c) aumenta de Δ d. d) aumenta de Δ d 2. e) não varia. 3. (Fuvest) Uma lâmina bimetálica de bronze e ferro, na temperatura ambiente, é fixada por uma de suas extremidades, como visto na figura abaixo. Nessa situação, a lâmina está plana e horizontal. A seguir, ela é aquecida por uma chama de gás. Após algum tempo de aquecimento, a forma assumida pela lâmina será mais adequadamente representada pela figura: Note e adote: 5 1 O coeficiente de dilatação térmica linear do ferro é 1, 2 10 C. 5 1 O coeficiente de dilatação térmica linear do bronze é 1, 8 10 C. Após o aquecimento, a temperatura da lâmina é uniforme. a) b) c) d) e) 4. (Pucrs) O piso de concreto de um corredor de ônibus é constituído de secções de 20m separadas por juntas de dilatação. Sabe-se que o coeficiente de dilatação linear do concreto é C, e que a variação de temperatura no local pode chegar a 50 C entre o inverno e Página 1 de 8

2 o verão. Nessas condições, a variação máxima de comprimento, em metros, de uma dessas secções, devido à dilatação térmica, é a) 1, b) 1, c) 2, d) 4, e) 6, (Ufrgs) Duas esferas maciças e homogêneas, X e Y, de mesmo volume e materiais diferentes, estão ambas na mesma temperatura T. Quando ambas são sujeitas a uma mesma variação de temperatura Δ t, os volumes de X e Y aumentam de 1% e 5%, respectivamente. A razão entre os coeficientes de dilatação linear dos materiais de X e Y, α X α Y, é a) 1. b) 1/2. c) 1/4. d) 1/5. e) 1/ (Unisc) Normalmente encontra-se como invólucro de cigarros, no interior do maço, uma folha que apresenta duas faces: uma de papel comum e outra de alumínio, coladas entre si. Se pegarmos essa folha dupla e a aproximarmos, cuidadosamente, de uma fonte de calor, o que observaremos em relação a dilatação dessa folha? a) A folha curva-se para o lado do papel. b) A folha não sofre nenhum tipo de curvatura. c) A folha curva-se para o lado do alumínio. d) A folha curva-se ora para o lado do papel, ora para o lado do alumínio. e) A folha dilata sem sofrer curvatura. 7. (Fuvest) Para ilustrar a dilatação dos corpos, um grupo de estudantes apresenta, em uma feira de ciências, o instrumento esquematizado na figura acima. Nessa montagem, uma barra de alumínio com 30cm de comprimento está apoiada sobre dois suportes, tendo uma extremidade presa ao ponto inferior do ponteiro indicador e a outra encostada num anteparo fixo. O ponteiro pode girar livremente em torno do ponto O, sendo que o comprimento de sua parte superior é 10cm e, o da inferior, 2cm. Se a barra de alumínio, inicialmente à temperatura de 25 ºC, for aquecida a 225 ºC, o deslocamento da extremidade superior do ponteiro será, aproximadamente, de Note e adote: Coeficiente de dilatação linear do alumínio: a) 1 mm. b) 3 mm. c) 6 mm. d) 12 mm. e) 30 mm ºC (Enem PPL) Página 2 de 8

3 O quadro oferece os coeficientes de dilatação linear de alguns metais e ligas metálicas: Substância Aço Alumínio Bronze Chumbo Níquel Platão Ouro Platina Prata Cobre Coeficiente de dilatação linear 1,2 2,4 1,8 2,9 1,3 1,8 1,4 0,9 2,4 1, C GREF. Física 2; calor e ondas. São Paulo: Edusp, Para permitir a ocorrência do fato observado na tirinha, a partir do menor aquecimento do conjunto, o parafuso e a porca devem ser feitos, respectivamente, de a) aço e níquel b) alumínio e chumbo. c) platina e chumbo. d) ouro e Iatão. e) cobre e bronze. 9. (Upe) Um disco de alumínio, inicialmente a uma temperatura T 0, possui um furo concêntrico de raio R 0. O disco sofre uma dilatação térmica superficial, quando aquecido até uma temperatura T. Considerando que o coeficiente de dilatação linear do alumínio α é constante durante a variação de temperatura considerada e R é o raio do furo do disco após a dilatação térmica, é correto afirmar que a relação R/R 0 é expressa por a) α(t T 0 ) b) α(t T 0 ) + 1 c) α(t T 0 ) + 1 d) 2 α(t T 0 ) 1 e) 2 α(t T 0 ) (Uel) Um retângulo é formado por um fio de cobre e outro de alumínio, como mostra a figura A. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação linear do cobre é de 17 x 10 6 ºC 1 e o do alumínio é de 24 x 10 6 ºC 1, qual o valor do ângulo α se a temperatura do retângulo for elevada de 100 ºC, como está apresentado na figura B? Página 3 de 8

4 a) 89,98 b) 30 c) 15 d) 0,02 e) (Uece) Um ferreiro deseja colocar um anel de aço ao redor de uma roda de madeira de 1,200 m de diâmetro. O diâmetro interno do anel de aço é 1,198 m. Sem o anel ambos estão inicialmente à temperatura ambiente de 28 º C. A que temperatura é necessário aquecer o anel de aço para que ele encaixe exatamente na roda de madeira? (OBS.: Use α = 1,1 x 10-5 º C -1 para o aço). a) 180 o C. b) 190 o C. c) 290 o C. d) 480 o C. 12. (Ufla) Duas barras metálicas A e B de um mesmo material e a uma mesma temperatura inicial têm comprimento L 0A e L 0B = 3 L 0A. A seguir, varia se a temperatura da barra A de ÄT A, o que faz a barra A sofrer uma variação de dilatação ÄL A. Para que a barra B sofra a mesma variação de comprimento da barra A, deve se variar a temperatura da barra B, ÄT B de a) 3 ÄT A 1 b) T A 3 c) ÄT A 1 d) T A (Udesc) A tabela abaixo apresenta uma relação de substâncias e os seus respectivos valores de coeficiente de dilatação linear e condutividade térmica, ambos medidos à temperatura de 20 C. Substância Coeficiente de Dilatação Linear (10-6 ºC -1 ) Condutividade Térmica (W / mk)) Gelo 51 2 Chumbo Alumínio Cobre Concreto 12 0,8 Vidro Comum 9 0,7 Assinale a alternativa correta, tomando como base as informações acima. a) Barras do mesmo comprimento dos metais listados na tabela sofrerão dilatações iguais, quando submetidas a uma variação de temperatura de 20 C. b) A condutividade térmica das substâncias permanece constante, independentemente da temperatura em que estas se encontram. Página 4 de 8

5 c) Substâncias que possuem maior condutividade térmica também apresentam maiores coeficientes de dilatação. d) Dentre as substâncias listadas na tabela, o cobre é a melhor opção para fazer isolamentos térmicos. e) Duas chapas de dimensões iguais, uma de alumínio e outra de concreto, são submetidas à mesma variação de temperatura. Constata-se então que a variação de dilatação superficial da chapa de alumínio é duas vezes maior que a da chapa de concreto. 14. (Mackenzie) Uma placa de alumínio (coeficiente de dilatação linear do alumínio = ºC - 1 ), com 2,4 m 2 de área à temperatura de 20 ºC, foi aquecido à 176 ºF. O aumento de área da placa foi de a) 24 cm 2 b) 48 cm 2 c) 96 cm 2 d) 120 cm 2 e) 144 cm (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. 16. (Enem cancelado) 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. Página 5 de 8

6 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. 17. (Pucrj) 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 į = 1,2 x 10-5 por grau Celsius. a) 3,6 b) 2,4 c) 1,2 d) 1,2 x 10-3 e) 2,4 x (Unesp) 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 á = 11 x 10-6 C -1. 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 10-4 m. b) 33 x 10-4 m. c) 99 x 10-4 m. d) 132 x 10-4 m. e) 165 x 10-4 m. Página 6 de 8

7 19. (Uel) Um recipiente de vidro de capacidade 2, cm 3 está completamente cheio de mercúrio, a 0 C. Os coeficientes de dilatação volumétrica do vidro e do mercúrio são, respectivamente, 4, C -1 e 1, C -1. Aquecendo o conjunto a 100 C, o volume de mercúrio que extravasa, em cm 3, vale a) 2, b) 2, c) 2, d) 2, e) 2,8 Página 7 de 8

8 Gabarito: Resposta da questão 1: Resposta da questão 2: [D] Resposta da questão 3: [D] Resposta da questão 4: Resposta da questão 5: [D] Resposta da questão 6: [A] Resposta da questão 7: Resposta da questão 8: Resposta da questão 9: Resposta da questão 10: [A] Resposta da questão 11: [A] Resposta da questão 12: Resposta da questão 13: [E] Resposta da questão 14: Resposta da questão 15: Resposta da questão 16: Resposta da questão 17: Resposta da questão 18: Resposta da questão 19: [E] Página 8 de 8