GOVERNO DO ESTADO DE PERNAMBUCO GRÉ MATA NORTE UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO CAMPUS MATA NORTE ESCOLA DE APLICAÇÃO PROFESSOR CHAVES CAMPO ELÉTRICO ALUNO(A): Nº NAZARÉ DA MATA, DE DE 20 3º ANO DILATAÇÃO DOS LÍQUIDOS 01 -(UFB) Dois recipientes de mesmo volume A e B possuem coeficientes de dilatação γa e γb, tal que γa > γb. Ambos contém a mesma quantidade de um mesmo líquido. a) Se o nível do líquido é o mesmo nos dois recipientes, para uma mesma elevação de temperatura, em qual deles o nível final será maior? b) O que aconteceria com o nível do líquido nos dois recipientes se o coeficiente de dilação dos dois fosse o mesmo? 02 - UFLA-MG) 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 ºC; na segunda, a 1 ºC e, na terceira, a 10 ºC. Conforme a temperatura, a água ocupa uma certa porção do tubo. Tal fenômeno é explicado: a) pelo aumento de volume da água de 0 ºC a 4 ºC, seguido da diminuição do volume a partir de 4 ºC. b) pela diminuição da densidade da água de 0 ºC a 4 ºC, seguido do aumento da densidade a partir de 4 ºC. c) pelo aumento do volume da água a partir de 0 ºC. d) pelo aumento da densidade da água de 0 ºC a 4 ºC, seguido da diminuição da densidade a partir de 4 ºC. e) pela diminuição do volume da água a partir de 0 ºC. 03 - UFRS-RS) Em certo instante, um termômetro de mercúrio com paredes de vidro, que se encontra à temperatura ambiente, é imerso em um vaso que contém água a 100 C. Observa-se que, no início, o nível da coluna de mercúrio cai um pouco e, depois, se eleva muito acima do nível inicial. Qual das alternativas apresenta uma explicação correta para esse fato? a) A dilatação do vidro das paredes do termômetro se inicia antes da dilatação do mercúrio. b) O coeficiente de dilatação volumétrica do vidro das paredes do termômetro é maior que o do mercúrio. c) A tensão superficial do mercúrio aumenta em razão do aumento da temperatura. d) A temperatura ambiente, o mercúrio apresenta um coeficiente de dilatação volumétrica negativo, tal corno a água entre 0 C e 4 C. e) O calor específico do vidro das paredes do termômetro é menor que o do mercúrio. 04 - (UFPEL-RS)) A água, substância fundamental para a vida no Planeta, apresenta uma grande quantidade de comportamentos anômalos. Suponha que um recipiente, feito com um determinado material hipotético, se encontre completamente cheio de água a 4 C. De acordo com o gráfico e seus conhecimentos, é correto afirmar que a) apenas a diminuição de temperatura fará com que a água transborde. b) tanto o aumento da temperatura quanto sua diminuição não provocarão o transbordamento da água. c) qualquer variação de temperatura fará com que a água transborde. d) a água transbordará apenas para temperaturas negativas. e) a água não transbordará com um aumento de temperatura, somente se o calor específico da substância for menor que o da água. 05 - (UESB-BA) Um tanque cheio de gasolina de um automóvel, quando exposto ao sol por algum tempo, derrama uma certa quantidade desse combustível. Desse fato, conclui-se que: a) só a gasolina se dilatou. b) a quantidade de gasolina derramada representa sua dilatação real. c) a quantidade de gasolina derramada representa sua dilatação aparente. d) o tanque dilatou mais que a gasolina. e) a dilatação aparente da gasolina é igual à dilatação do tanque. 06 - (PUC-MG) Uma esfera de aço, oca, foi construída de tal forma que, quando completamente mergulhada em óleo diesel à temperatura de 25oC, permanece em equilíbrio, sem afundar nem emergir. Suponha agora que a temperatura do sistema, formada pela bola e pelo óleo diesel, seja lentamente alterada, de forma que seja sempre mantido o equilíbrio térmico. Sabese que o coeficiente de dilatação linear do aço é αaço = 11.10-6 o C -1 e que o coeficiente de dilatação volumétrica do óleo diesel é αóleo=9,5.10-4 o C -1. Sobre essa situação, é INCORRETO afirmar que: a) antes da variação da temperatura, a razão entre a massa e o volume da esfera é igual à densidade do óleo diesel. b) se houver elevação da temperatura, a esfera tenderá a flutuar. c) se houver elevação da temperatura, tanto o óleo diesel quanto a esfera sofrerão dilatação. 1
d) caso haja diminuição da temperatura do sistema, a razão entre a massa e o volume da esfera se tornará menor do que a densidade do óleo diesel. e)se houver diminuição da temperatura do sistema, tanto o óleo diesel quanto a esfera diminuirão de volume. 07 - (PUC-MG) 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 08 - (UFMS-MS) Um motorista retira o carro da garagem, que está a 15oC, passa pelo posto de gasolina e enche o tanque. Em seguida, deixa o carro estacionado ao sol. Após um certo tempo, ao voltar ao carro, verifica que a temperatura do carro é 40oC e que vazou uma certa quantidade de gasolina do tanque. É correto afirmar que: 01. o volume do tanque de combustível do carro diminuiu. 02. a gasolina sofreu dilatação 04. a gasolina e o tanque sofreram dilatação 08. o volume de gasolina que vazou é igual à variação de volume da gasolina. 16. a dilatação real da gasolina foi menor do que a dilatação do tanque. Dê como resposta a soma dos números associados às afirmações corretas. 09 - (UNESP-SP)) 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-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 2,0.10-4 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. 10 - (UFPR-PR) Uma taça de alumínio de 120 cm3 contém 119 cm3 de glicerina a 21 C. Considere o coeficiente de dilatação linear do alumínio como sendo de 2,3.10-4 K -1 e o coeficiente de dilatação volumétrico da glicerina de 5,1.10-4 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. 11 - (UFPEL-RS) Os postos de gasolina, são normalmente abastecidos por um caminhão-tanque. Nessa ação cotidiana, muitas situações interessantes podem ser observadas. Um caminhão-tanque, cuja capacidade é de 40.000 litros de gasolina, foi carregado completamente, num dia em que a temperatura ambiente era de 30 C. No instante em que chegou para abastecer o posto de gasolina, a temperatura ambiente era de 10 C, devido a uma frente fria, e o motorista observou que o tanque não estava completamente cheio. Sabendo que o coeficiente de dilatação da gasolina é 1,1.10-3 C -1 e considerando desprezível a dilatação do tanque, é correto afirmar que o volume do ar, em litros, que o motorista encontrou no tanque do caminhão foi de a) 40.880. b) 8.800. c) 31.200. d) 4.088. e) 880. 12 - (UNESP-SP) Um recipiente de vidro tem capacidade de 100cm 3 a 10 o C e contém, a essa temperatura, 99cm 3 de um certo líquido de coeficiente de dilatação cúbica γ=2.10-4 o C -1. A que temperatura o recipiente estará completamente cheio de líquido? (Considere o coeficiente de dilatação cúbica do vidro como sendo 10-5 o C -1. 13 - (UFU-MG) Um frasco de capacidade para 10 litros está completamente cheio de glicerina e encontra-se à temperatura de 10ºC. Aquecendo-se o frasco com a glicerina até atingir 90ºC, observa-se que 352 ml de glicerina transborda do frasco. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação volumétrica da glicerina é 5,0 x 10-4 ºC -1, o coeficiente de dilatação linear do frasco é, em ºC -1. a) 6,0 x 10-5 b) 2,0 x 10-5 c) 4,4 x 10-4 d) 1,5 x 10-4 e) 3,0 x 10-4 14 - (UFRS-RS) Um líquido é aquecido de 0 o C a 50 o C, verificando-se na escala do frasco que o volume passa de 500cm 3 a 525cm 3. Sendo o coeficiente de dilatação volumétrica do vidro γv=1,0.10-5 o C -1, determine o coeficiente de dilatação do líquido. RESPOSTAS 01 B / o mesmo 08 6 02 D 09 1,6 03 A 10 1,092 cm³, não trans 04 C 11 E 05 C 12 110,5 06 D 13 B 07 B 14 1,01.10-3 C -1 TRANSMISSÃO DE CALOR 1. Quando se coloca uma colher de metal numa sopa quente, logo a colher também estará quente. Como é chamado o processo de transmissão de calor na colher? 2. A blusa de lã é um bom isolante térmico porque: 2
a) é muito espessa; b) retém bastante ar no seu interior; c) impede a passagem da corrente de ar pelo corpo; d) impede a transpiração e a consequente diminuição de temperatura do corpo. 3. Nas geladeiras, a fonte fria (o congelador) deve ser colocada: a) na parte inferior, pois o ar quente é resfriado lá; b) na parte superior, pois o ar quente tende a se elevar; c) na parte inferior, pois o ar frio é mais denso e desce para o fundo; d) no meio do refrigerador. 4. O processo de transmissão de calor que só ocorre no vácuo (onde não tem ar) é: a) condução; b) convecção; c) absorção; d) irradiação. 5. Para servir uma feijoada na mesa, é melhor colocá-la numa panela de: a) alumínio; b) ferro; c) cobre; d ) barro. 6. Ao misturarmos num copo água gelada com água na temperatura ambiente, com o objetivo de bebê-la, devemos: a) misturar de qualquer modo; b) colocar a água quente sobre a água fria; c) colocar primeiro a água fria e depois a quente; d) colocar a água fria após a água quente, para obtermos uma melhor mistura. 7. No processo de condicionamento de ar de um recinto fechado: a) no inverno o ar quente deve entrar pela parte inferior da sala; b) no verão o ar frio deve entrar pela parte inferior da sala; c) tanto no verão quanto no inverno a entrada do ar deve ser pela parte inferior ; d) tanto no verão quanto no inverno a entrada do ar deve ser pela parte superior. 8. A transmissão de calor ocorre sempre: a) no vácuo; b) entre dois sólidos; c) no sentido dos corpos de menor temperatura; d) no sentido dos corpos de maior temperatura. 9. Entre os aparelhos abaixo assinale aquele que não tenha funcionamento diretamente ligado à transmissão de calor: a) chuveiro elétrico; b) utensílios para cozinhar alimentos; c) liquidificador; d) geladeira. 10. Colocando-se a mão para fora da janela de um automóvel em movimento, ela esfria rapidamente. Isto se deve a: a) estar mais frio fora do que dentro do carro; b) à convecção que acelera a troca de calor; c) irradiação que é acelerada pelo movimento; d) condução de calor da mão para o ar. 11. Nos líquidos, o calor se propaga por: a) condução interna; b) convecção; c) condução externa; d) irradiação. 12. Um cobertor de lã tem por função: a) dar calor ao corpo; b) impedir a entrada do frio; c) reduzir a transferência de calor do corpo para o exterior; d) comunicar sua temperatura ao corpo. 13. Uma lareira aquece uma sala: a) por irradiação e convecção; b) exclusivamente por convecção; c) principalmente por condução; d) exclusivamente por condução. 14. A Terra recebe energia do Sol graças a: a) condução do calor; b) convecção de energia térmica; c) reflexão do calor; d) irradiação do calor; 15. Num planeta completamente desprovido de fluidos apenas pode ocorrer propagação de calor por: a) comvecção e condução; b) convecção e irradiação; c) condução e irradiação; d) irradiação; e) convecção; 16. Um ventilador de teto, fixado acima de uma lâmpada incan descente, apesar de desligado, gira lentamente algum tempo após a lâmpada estar acesa. Esse fenômeno é devido à: a) convecção do ar aquecido; b) condução da luz e do calor; c) irradiação da luz e do calor; d) reflexão da luz; e) polarização da luz; 17. A finalidade da utilização de um ventilador para atenuar a sensação de "calor" é: a) aumentar a concentração de vapor de água junto à pele, resfriando-a. b) diminuir a concentração de vapor de água junto à pele, aumentando a velocidade de evaporação do suor. c) diminuir a velocidade de evaporação do suor, mantendo-o mais tempo em contato com a pele para que esta se resfrie. d) reduzir a temperatura do ambiente. e) aumentar a temperatura do ambiente, acelerando, assim, a velocidade de evaporação do suor. 18. Numa noite fria, preferimos usar cobertores de lã para nos cobrirmos. No entanto, antes de deitarmos, mesmo que existam vários cobertores sobre a cama, percebemos que ela está fria, e somente nos aquecemos depois que estamos sob os cobertores há algum tempo. Isso se explica porque: 3
a) o cobertor de lã não é um bom absorvedor de frio, mas nosso corpo sim. b) o cobertor de lã só produz calor quando está em contato com nosso corpo. c) o cobertor de lã não é um aquecedor, mas apenas um isolante térmico. d) enquanto não nos deitamos, existe muito frio na cama que será absorvido pelo nosso corpo. e) a cama, por não ser de lã, produz muito. frio e a produção de calor pelo cobertor não é suficiente para seu aquecimento sem a presença humana. 19. Uma garrafa térmica é feita de vidro espelhado para: a) evitar a perda de calor por convecção. b) facilitar que o calor seja conduzido para o seu interior, aumentando a temperatura do líquido contido na garrafa. c) evitar a fuga de vapor de água. d) refletir a radiação infravermelha. e) permitir o rápido equilíbrio térmico com o meio exterior. 20. Dois blocos de madeira estão, há longo tempo, em contato direto com um outro de mármore, constituindo um sistema isolado. Pode-se concluir que: a) a temperatura de cada bloco é distinta dos demais; b) a temperatura dos blocos de madeira é maior que a do bloco de mármore; c) os três blocos estão em equilíbrio térmico entre si; d) os três blocos estão à mesma temperatura apenas se possuem a mesma massa; e) os blocos estão à mesma temperatura apenas se possuem o mesmo volume; 21. Os iglus, embora feitos de gelo, possibilitam aos esquimós neles residirem porque: a) o calor específico do gelo é maior do que o da água; b) o calor específico do gelo é extraordinariamente pequeno, comparado ao da água; c) a capacidade térmica do gelo é muito grande; d) o gelo não é um bom condutor de calor; e) a temperatura externa é igual à interna; 22. O fato de o calor passar naturalmente de um corpo para outro deve-se: a) à quantidade de calor existente em cada um; b) à diferença de temperatura entre eles; c) à energia cinética total de suas moléculas; d) ao número de calorias existentes em cada um; 23. O fenômeno da convecção térmica se verifica: a) somente em sólidos; b) somente em líquidos; c) somente em gases; d) líquidos e gases; 24. A transmissão de calor por condução só é possível: a) nos sólidos; b) nos líquidos; c) no vácuo; d) nos meios materiais; 25. Tocando com a mão num objeto metálico à temperatura ambiente, notamos que parece mais frio que um objeto de madeira à mesma temperatura. a) realmente a madeira é sempre mais quente à temperatura ambiente; b) os metais custam muito a entrar em equilíbrio térmico com o ambiente; c) os metais são sempre mais frios que a temperatura ambiente; d) o calor que a mão fornece se escoa rapidamente a todo o metal, devido a sua grande condutibilidade térmica; 26. Uma barra de alumínio de 50 cm de comprimento e área de seção transversal de 5 cm2 tem uma de suas extremidades em contato térmico com uma câmara de vapor de água em ebulição (100 C). A outra extremidade está imersa em uma cuba que contém uma mistura bifásica de gelo fundente (0 C): A pressão atmosférica local é normal. Sabendo que o coeficiente de condutibilidade térmica do alumínio vale 0,5 cal/s cm C, calcule: a) a intensidade da corrente térmica através da barra, depois de estabelecido o regime permanente; b) a temperatura numa seção transversal da barra, situada a 40 cm da extremidade mais quente. 27. (Unama-AM) A f igura a seguir apresenta uma barra de chumbo de comprimento 40 cm e área de seção transversal 10 cm2 isolada com cortiça; um termômetro fixo na barra calibrado na escala Fahrenheit, e dois dispositivos A e B que proporcionam, nas extremidades da barra, as temperaturas correspondentes aos pontos do vapor e do gelo, sob pressão normal, respectivamente. Considerando a intensidade da corrente térmica constante ao longo da barra, determine a temperatura registrada no termômetro, sabendo que ele se encontra a 32 cm do dispositivo A. Dado: coeficiente de condutibilidade térmica do chumbo = 8,2 10 2 28. Na figura a seguir, você observa uma placa de alumínio que foi utilizada para separar o interior de um forno, cuja temperatura mantinha-se estável a 220 C, e o meio ambiente (20 C). Após atingido o regime estacionário, qual a intensidade da corrente térmica através dessa chapa metálica? Suponha que o fluxo ocorra através da face de área maior. Dado: coeficiente de condutibilidade térmica do alumínio = 0,50 cal/s cm C 4
29. Três barras cilíndricas idênticas em comprimento e secção são ligadas formando uma única barra, cujas extremidades são mantidas a 0 C e 100 C. A partir da extremidade mais fria, as condutibilidades térmicas dos materiais das barras valem: (0,20), (0,50) e (1,0) kcal m/m2 C. Supondo que em volta das barras exista um isolamento de vidro e desprezando quaisquer perdas de calor, calcule a temperatura nas junções onde uma barra é ligada à outra. 30. A condutividade térmica do cobre é aproximadamente quatro vezes maior que a do latão. Duas placas, uma de cobre e outra de latão, com 100 cm2 de área e 2,0 cm de espessura, são justapostas como ilustra a f igura dada abaixo. Considerando-se que as faces externas do conjunto sejam mantidas a 0 C e 100 C, qual será a temperatura na interface da separação das placas quando for atingido o regime estacionário? 31. Uma barra metálica é aquecida conforme a f igura; A, B e C são termômetros. Admita a condução de calor em regime estacionário e no sentido longitudinal da barra. Quando os termômetros das extremidades indicarem 200 C e 80 C, o intermediário indicará: RESPOSTAS 01 CONDUÇÃO 12 C 23 D 02 B 13 A 24 D 03 B 14 D 25 D 04 D 15 C 26 5 Cal/s e 20 C 05 D 16 A 27 68 F 06 D 17 B 28 6.10 4 cal/s 07 A 18 C 29 62,5 e 87,5 08 C 19 D 30 80 C 09 C 20 C 31 125 C 10 B 21 D 11 B 22 B 5
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