Lista de Exercícios Pré Universitário Uni-Anhanguera Aluno(a): Nº. Professor: Fabrízio Gentil Série: 2 o ano Disciplina: Física Escalas termométricas e Dilatação térmica 01 - (Fac. de Ciências da Saúde de Barretos SP) A temperatura de 40 ºC no ser humano é considerada como aquela que anuncia o início da hipertermia ou excesso de calor. Considerando uma escala termométrica arbitrária E, cujos pontos fixos são 10 ºE para o ponto do gelo e 80 ºE para o ponto de vapor, sua indicação numérica para o estado inicial de hipertermia é a) 62. b) 26. c) 13. d) 32. e) 40. 02 - (UFGD) Um turista americano, ao se preparar para visitar o Brasil, faz sua mala incluindo muitos casacos, pois foi informado que a temperatura média no país a ser visitado seria de 41 graus. Considerando que nos EUA a temperatura é medida em Fahrenheit, qual temperatura em graus Celsius o turista esperava se deparar no Brasil? a) 10 ºC b) 5 ºC c) 0 ºC d) 5 ºC e) 10 ºC 03 - (MACK SP) A diferença entre as temperaturas de ebulição do álcool etílico e do éter etílico, sob pressão de 1,0 atm, é 78,0ºF. Sabendo-se que a temperatura de ebulição desse éter é 35,0ºC, conclui-se que a temperatura de ebulição desse álcool é a) 8,3ºC b) 35,3ºC c) 43,3ºC d) 78,3ºC e) 105,4ºC 04 - (UNICAMP SP) Em uma determinada região do planeta, a temperatura média anual subiu de 13,35 ºC em 1995 para 13,8 ºC em 2010. Seguindo a tendência de aumento linear observada entre 1995 e 2010, a temperatura média em 2012 deverá ser de a) 13,83 ºC. b) 13,86 ºC. c) 13,92 ºC. d) 13,89 ºC. 05 - (FAMECA SP) Para calibrar um termômetro, um estudante o mergulhou em água a 25 C e, depois, a 80 C. Quando em equilíbrio térmico com a água nessas situações, a altura h da coluna de mercúrio, em relação ao 1
centro do bulbo do termômetro, mediu 3 cm e 18 cm, respectivamente. Depois disso, utilizando esse mesmo termômetro, registrou que a diferença entre a mínima e a máxima temperatura num determinado dia foi de 15 C. Pode-se afirmar que, nesse dia, o deslocamento da extremidade da coluna de mercúrio do termômetro, em cm, entre a mínima e a máxima temperatura indicada por ele, foi de, aproximadamente, a) 3,2. b) 3,8. c) 4,1. d) 4,5. e) 5,4. 06 - (UEFS BA) Pesquisadores sugerem a possibilidade de computação quântica baseada em tecnologias padronizadas de fabricação de microeletrônicos, utilizando um material semicondutor, rênio ou nióbio, sobre uma superfície semicondutora que, quando resfriada próximo do zero absoluto, exibe comportamento quântico. Dentre os valores, o mais próximo do zero absoluto é a) 1 C. b) 31 F. c) 4K. d) 274K. e) 270 C. 07 - (UESPI) Um estudante está lendo o romance de ficção científica Fahrenheit 451, de Ray Bradbury. Num certo trecho, uma das personagens afirma que 451 F é a temperatura na escala Fahrenheit em que o papel de que são feitos os livros entra em combustão. O estudante sabe que, nesta escala, as temperaturas de fusão e ebulição da água são respectivamente iguais a 32 F e 212 F. Ele conclui, acertadamente, que 451 F é aproximadamente equivalente a: a) 100 C b) 205 C c) 233 C d) 305 C e) 316 C 08 - (MACK SP) Um termômetro graduado na escala Celsius (ºC) é colocado juntamente com dois outros, graduados nas escalas arbitrárias A (ºA) e B (ºB), em uma vasilha contendo gelo (água no estado sólido) em ponto de fusão, ao nível do mar. Em seguida, ainda ao nível do mar, os mesmos termômetros são colocados em uma outra vasilha, contendo água em ebulição, até atingirem o equilíbrio térmico. As medidas das temperaturas, em cada uma das experiências, estão indicadas nas figuras 1 e 2, respectivamente. 2
Para uma outra situação, na qual o termômetro graduado na escala A indica 17ºA, o termômetro graduado na escala B e o graduado na escala Celsius indicarão, respectivamente, a) 0ºB e 7ºC b) 0ºB e 10ºC c) 10ºB e 17ºC d) 10ºB e 27ºC e) 17ºB e 10ºC 09 - (UNESP) Um termoscópio é um dispositivo experimental, como o mostrado na figura, capaz de indicar a temperatura a partir da variação da altura da coluna de um líquido que existe dentro dele. Um aluno verificou que, quando a temperatura na qual o termoscópio estava submetido era de 10 ºC, ele indicava uma altura de 5 mm. Percebeu ainda que, quando a altura havia aumentado para 25 mm, a temperatura era de 15 ºC. Quando a temperatura for de 20 ºC, a altura da coluna de líquido, em mm, será de a) 25. b) 30. c) 35. d) 40. e) 45. 10 - (PUC SP) No LHC (Grande Colisor de Hádrons), as partículas vão correr umas contra as outras em um túnel de 27 km de extensão, que tem algumas partes resfriadas a 271,25ºC. Os resultados oriundos dessas colisões, entretanto, vão seguir pelo mundo todo. A grade do LHC terá 60 mil computadores. O objetivo da construção do complexo franco-suíço, que custou US$ 10 bilhões e é administrado pelo Cern (Organização Europeia de Pesquisa Nuclear, na sigla em Francês), é revolucionar a forma de se enxergar o Universo. 3
www1.folha.uol.com.br/folha/ciencia/ult306u442867.shtml Publicada em 09/09/2008. Consultada em 05/04/2010 A temperatura citada no texto, expressa nas escalas fahrenheit e kelvin, equivale, respectivamente, aos valores aproximados de: a) 456 e 544 b) 456 e 2 c) 520 e 544 d) 520 e 2 e) 456 e 2 11 - (UEFS BA) Um termômetro graduado em uma escala Y associa os valores 50ºY e 30ºY, quando um outro termômetro graduado em uma outra escala arbitrária W registra 30ºW e 10ºW, respectivamente. Com base nessas informações, é correto afirmar: a) As escalas Y e W nunca registrarão um mesmo valor. b) A unidade de medida da escala W é menor que a unidade da medida da escala Y. c) Qualquer indicação da escala Y será sempre igual ao triplo do valor assinalado pela escala W. d) A temperatura de ebulição da água é 30ºW e 50ºY. e) A indicação de 120ºY corresponde a 65ºW. 12 - (PUC RJ) Temperaturas podem ser medidas em graus Celsius (ºC) ou Fahrenheit (ºF). Elas têm uma proporção linear entre si. Temos: 32 Fº = 0 ºC; 20 ºC = 68 ºF. Qual a temperatura em que ambos os valores são iguais? a) 40 b) 20 c) 100 d) 40 e) 0 13 - (ESCS DF) Observe a tabela: t Rio2016 t c h (mm) Ponto de gelo - 20 0 10 Ponto de vapor 120 100 210 Não satisfeito com as escalas termométricas existentes, um estudante resolveu adotar uma chamada denominada Rio2016 para medir temperatura, obtendo a tabela acima. Nessa tabela estão representados os pontos de gelo e de vapor, os valores adotados para a escala Rio2016 (t Rio2016 ), os 4
valores conhecidos da escala Celsius (t C ) e as alturas da coluna (h(mm)) do líquido termométrico de determinado termômetro. A relação entre as temperaturas nas duas escalas, sendo t Rio2016 = f(t C ), é: a) t Rio2016 = 1,4t C - 10 b) t Rio2016 = 1,4t C + 20 c) t Rio2016 = 1,4t C - 20 d) t Rio2016 = 1,2t C - 20 e) t Rio2016 = 1,2t C + 20 14 - (UNIMONTES MG) A indicação de uma temperatura na escala Fahrenheit excede em 2 unidades o dobro da correspondente na escala Celsius. Essa temperatura vale a) 170ºC. b) 300ºC. c) 150ºC. d) 100ºC. 15 - (MACK SP) Um turista, ao descer no aeroporto de Londres, observa que o valor da temperatura indicada por um termômetro graduado na escala Fahrenheit supera em 40 o valor da indicação de outro termômetro graduado na escala Celsius. A temperatura em Londres era de a) 10 ºC b) 14 ºC c) 20 ºC d) 24 ºC e) 28 ºC 16 - (UNCISAL) Em um certo dia, a temperatura ambiente em Porto Alegre, RS, era de 10 ºC. No mesmo instante, em Maceió, AL, os termômetros registravam 30 ºC. Essa variação de temperatura, se registrada em termômetros graduados na escala Fahrenheit, seria de a) 18 ºF. b) 24 ºF. c) 32 ºF. d) 36 ºF. e) 42 ºF. 17 - (UFTM) Uma garrafa aberta está quase cheia de um determinado líquido. Sabe-se que se esse líquido sofrer uma dilatação térmica correspondente a 3% de seu volume inicial, a garrafa ficará completamente cheia, sem que tenha havido transbordamento do líquido. Desconsiderando a dilatação térmica da garrafa e a vaporização do líquido, e sabendo que o coeficiente de dilatação volumétrica do líquido é igual a 6 10 4 C 1, a maior variação de temperatura, em ºC, que o líquido pode sofrer, sem que haja transbordamento, é igual a 5
a) 35. b) 45. c) 50. d) 30. e) 40. 18 - (UEFS BA) Observou-se que um trilho de aço com 10,0m de comprimento, que se encontrava inicialmente a uma temperatura 25 C, com o aumento da temperatura, teve um acréscimo de 2,4mm no seu comprimento. Sabendo-se que o valor médio do coeficiente de dilatação linear do aço é 1,2 10 5 C 1, a temperatura final do trilho, em C, foi de a) 40 b) 42 c) 45 d) 48 e) 50 19 - (UFTM) Um tanque metálico em forma de paralelepípedo possui em seu interior uma parede que o divide em duas câmaras. Uma das câmaras (câmara 1) é completamente preenchida com água, que se encontra em equilíbrio térmico com o tanque. O conjunto é levado a aquecimento abaixo do ponto de fervura da água e, devido à dilatação, parte da água transborda para a segunda câmara (câmara 2). A dilatação real da água corresponde ao volume derramado na câmara 2, a) mais a dilatação da câmara 1. b) mais as dilatações das câmaras 1 e 2. c) menos as dilatações das câmaras 1 e 2. d) mais a dilatação da câmara 1 subtraído da dilatação da câmara 2. e) menos a dilatação da câmara 1 somado à dilatação da câmara 2. 20 - (FGV) Em uma aula de laboratório, para executar um projeto de construção de um termostato que controle a temperatura de um ferro elétrico de passar roupa, os estudantes dispunham de lâminas de cobre e de alumínio de dimensões idênticas. O termostato em questão é formado por duas lâminas metálicas soldadas e, quando a temperatura do ferro aumenta e atinge determinado valor, o par de lâminas se curva como ilustra a figura, abrindo o circuito e interrompendo a passagem da corrente elétrica. Dados: Coeficiente de dilatação linear do cobre = 1,7 x 10-5 C -1 Coeficiente de dilatação linear do alumínio = 2,4 x 10-5 C -1 Para que o termostato possa funcionar adequadamente, a) a lâmina de cima deve ser de cobre e a de baixo de alumínio. b) a lâmina de cima deve ser de alumínio e a de baixo de cobre. c) ambas as lâminas devem ser de cobre. d) ambas as lâminas devem ser de alumínio. e) as lâminas não podem ser do mesmo material e é indiferente qual delas está em cima. 21 - (UNIOESTE PR) O funcionário de um ferrovia precisa instalar um segmento de trilho para recompor uma linha férrea. O comprimento sem trilho é de 25,00 m. O funcionário sabe que a temperatura no local da instalação varia 6
de 10 C, no inverno, a 40 C, no verão. O coeficiente de dilatação térmica do aço, material do qual o trilho é fabricado, é igual a 14 10 6 C 1. Se a manutenção ocorrer no inverno, qual dos valores listados abaixo aproxima-se mais do máximo comprimento que o funcionário deve cortar o trilho para encaixar no espaço a ser preenchido? a) 25,00 m. b) 24,90 m. c) 25,01 m. d) 24,99 m. e) 24,95 m. 22 - (UNIFICADO RJ) Uma placa é feita de um material que possui um coeficiente linear de dilatação térmica igual a 1,0 10 5 ºC 1. Ao aumentar sua temperatura em 50 ºC, qual é o aumento percentual de área de uma placa feita do mesmo material? a) 0,10 % b) 0,050 % c) 0,0010 % d) 0,0050 % e) 0,010 % 23 - (MACK SP) A 20 C, o comprimento de uma haste A é 99% do comprimento de outra haste B, à mesma temperatura. Os materiais das hastes A e B têm alto ponto de fusão e coeficientes de dilatação linear respectivamente iguais a α A = 10. 10 5 C 1 e α B = 9,1. 10 5 C 1. A temperatura em que as hastes terão o mesmo comprimento será a) 970 C b) 1 120 C c) 1 270 C d) 1 770 C e) 1 830 C 24 - (UESPI) Uma jarra de vidro encontra-se fechada, de modo bem justo, com uma tampa metálica. Ninguém, numa sala com vários estudantes, consegue abri-la. O professor informa que os coeficientes de dilatação térmica volumétrica do vidro e do metal são respectivamente iguais a 2,7 x 10 5 C 1 e 6,9 x 10 5 C 1, e pede a um estudante que utilize esta informação para abrir a jarra. O estudante consegue fazê-lo colocando a jarra em contato com um jato de: a) água fria, pois a tampa irá se contrair mais que a jarra devido à variação de temperatura. b) água fria, pois a tampa irá se contrair menos que a jarra devido à variação de temperatura. c) água fria, pois a tampa irá se dilatar mais que a jarra devido à variação de temperatura. d) água quente, pois a tampa irá se dilatar mais que a jarra devido à variação de temperatura. e) água quente, pois a tampa irá se dilatar menos que a jarra devido à variação de temperatura. 25 - (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 ºC. A que temperatura é necessário aquecer o anel de aço para que ele encaixe exatamente na roda de madeira? (OBS.: Use α = 1,1 10 5 ºC 1 para o aço). a) 180 ºC. b) 190 ºC. c) 290 ºC. d) 480 ºC. 7
GABARITO: 1) Gab: B 2) Gab: D 3) Gab: D 4) Gab: B 5) Gab: C 6) Gab: E 7) Gab: C 8) Gab: B 9) Gab: E 10) Gab: B 11) Gab: E 12) Gab: D 13) Gab: C 14) Gab: A 15) Gab: A 16) Gab: D 17) Gab: C 18) Gab: C 19) Gab: A 20) Gab: A 21) Gab: D 22) Gab: A 23) Gab: C 24) Gab: D 25) Gab: A 8