C O L É G I O F R A N C O - B R A S I L E I R O Nome: N : Turma: Professor(a): AFONSO/DAVID Série: 1ª Data: / 07 / 2014 Termometria Lista de Exercícios de Recuperação Paralela 1. Observe na tabela os valores das temperaturas dos pontos críticos de fusão e de ebulição, respectivamente, do gelo e da água, à pressão de 1 atm, nas escalas Celsius e Kelvin. Pontos críticos Temperatura C K Fusão 0 273 Ebulição 100 373 Considere que, no intervalo de temperatura entre os pontos críticos do gelo e da água, o mercúrio em um termômetro apresenta uma dilatação linear. Nesse termômetro, o valor na escala Celsius correspondente à temperatura de 313 K é igual a: a) 20 b) 30 c) 40 d) 60 2. Ao tomar a temperatura de um paciente, um médico do programa Mais Médicos só tinha em sua maleta um termômetro graduado na escala Fahrenheit. Após colocar o termômetro no paciente, ele fez uma leitura de 104 F. A correspondente leitura na escala Celsius era de: a) 30. b) 32. c) 36. d) 40. e) 42. 3. Em um determinado aeroporto, a temperatura ambiente é exibida por um mostrador digital que indica, simultaneamente, a temperatura em 3 escalas termométricas: Celsius, Fahrenheit e Kelvin. Se em um determinado instante a razão entre a temperatura exibida na escala Fahrenheit e na escala Celsius é igual a 3,4, então a temperatura registrada na escala Kelvin nesse mesmo instante é: a) 272 K. b) 288 K. c) 293 K. d) 301 K. 4. O conjunto de valores numéricos que uma dada temperatura pode assumir em um termômetro constitui uma escala termométrica. Atualmente, a escala Celsius é a mais utilizada; nela, adotou-se os valores 0 para o ponto de fusão do gelo e 100 para o ponto de ebulição da água. Existem alguns países que usam a escala Fahrenheit, a qual adota 32 e 212 para os respectivos pontos de gelo e de vapor. Certo dia, um jornal europeu informou que, na cidade de Porto Seguro, o serviço de meteorologia anunciou, entre a temperatura máxima e a mínima, uma variação F 36ºF. Esta variação de temperatura expressa na escala Celsius é: a) C 10ºC b) C 12ºC c) C 15ºC d) C 18ºC e) C 20ºC 5. Um termômetro de mercúrio apresenta no ponto de fusão da água uma coluna de 20 mm de altura e, no ponto de ebulição, 80 mm. A uma temperatura de 92 F, a coluna de mercúrio desse termômetro, em mm, é igual a: a) 30. b) 40. c) 50. d) 60. 6. No interior de um freezer (congelador doméstico), a temperatura se mantém a 20ºC. Quanto valeria a soma algébrica das indicações de dois termômetros graduados nas escalas Fahrenheit e Kelvin, após o equilíbrio térmico ser estabelecido, se ambos fossem colocados no interior desse congelador? a) - 361. b) - 225. c) 225. d) 251.
Colégio Franco-Brasileiro 2 7. Um estudante de Física resolveu criar uma nova escala termométrica que se chamou Escala NOVA ou, simplesmente, Escala N. Para isso, o estudante usou os pontos fixos de referência da água: o ponto de fusão do gelo (0 C), correspondendo ao mínimo (25 N) e o ponto de ebulição da água (100 C), correspondendo ao máximo (175 N) de sua escala, que era dividida em cem partes iguais. Dessa forma, uma temperatura de 55, na escala N, corresponde, na escala Celsius, a uma temperatura de: a) 10 C. b) 20 C. c) 25 C. d) 30 C. e) 35 C. 8. 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. Para uma outra situação, na qual o termômetro graduado na escala A indica 17º A, 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 9. No LHC (Grande Colisor de Hadrons), as partículas vão correr umas contra as outras em um túnel de 27 km de extensão, que tem algumas partes resfriadas a 271,25 C. 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. 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 10. O gráfico representa a relação entre a temperatura medida em uma escala de temperatura hipotética W e a temperatura medida na escala Celsius, sob pressão normal. A temperatura de fusão do gelo e a de ebulição da água são, em graus W, respectivamente iguais a: a) - 40 e 40 b) - 40 e 110 c) 20 e 110 d) - 40 e 100 e) 20 e 100
Dilatação de Sólidos e Líquidos Colégio Franco-Brasileiro 3 11. O gráfico a seguir representa a variação, em milímetros, do comprimento de uma barra metálica, de tamanho inicial igual a 1 000 m, aquecida em um forno industrial. Qual é o valor do coeficiente de dilatação térmica linear do material de que é feita a barra, em unidades de 10-6 / C? 12. 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? 13. 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 = 1,2 x 10-5 C -1 por grau Celsius. a) 3,6 b) 2,4 c) 1,2 d) 1,2 x 10-3 e) 2,4 x 10-3 14. 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 T A, o que faz a barra A sofrer uma variação de dilatação L A. Para que a barra B sofra a mesma variação de comprimento da barra A, deve se variar a temperatura da barra B, T B de: a) 3 T A b) 1/3 T A c) T A d) ½ T A 15. 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) 16. Uma placa de alumínio tem um grande orifício circular no qual foi colocado um pino, também de alumínio, com grande folga. O pino e a placa são aquecidos de 500 C, simultaneamente. Podemos afirmar que: a) a folga irá aumentar, pois o pino ao ser aquecido irá contrair-se. b) a folga diminuirá, pois ao aquecermos a chapa a área do orifício diminui. c) a folga diminuirá, pois o pino se dilata muito mais que o orifício. d) a folga irá aumentar, pois o diâmetro do orifício aumenta mais que o diâmetro do pino. e) a folga diminuirá, pois o pino se dilata, e a área do orifício não se altera. 17. Uma chapa de zinco, cujo coeficiente de dilatação linear é 25.10-6 C -1, sofre elevação de 10 C na sua temperatura. Verifica-se que a área da chapa aumenta de 2,0 cm 2. Nessas condições, a área inicial da chapa mede, em cm 2 : a) 2,0.10 2 b) 8,0.10 2 c) 4,0.10 3 d) 2,0.10 4 e) 8,0.10 4
Colégio Franco-Brasileiro 4 18. Uma placa metálica tem a sua temperatura elevada uniformemente de 20 C para 30 C. No final do processo, verifica-se que a razão entre as áreas final Af e inicial Ai é Af/Ai=1,001. Com esses dados podemos afirmar que o coeficiente de dilatação linear do material da placa, em C -1, é: a) 1 10-5 b) 2 10-5 c) 3 10-4 d) 4 10-5 e) 5 10-5 19. João, chefe de uma oficina mecânica, precisa encaixar um eixo de aço em um anel de latão, como mostrado nesta figura: À temperatura ambiente, o diâmetro do eixo é maior que o do orifício do anel. Sabe-se que o coeficiente de dilatação térmica do latão é maior que o do aço. Diante disso, são sugeridos a João alguns procedimentos, descritos nas alternativas a seguir, para encaixar o eixo no anel. Assinale a alternativa que apresenta um procedimento que NÃO permite esse encaixe. a) Resfriar apenas o eixo. b) Aquecer apenas o anel. c) Resfriar o eixo e o anel. d) Aquecer o eixo e o anel. 20. A 10 C, 100 gotas idênticas de um líquido ocupam um volume de 1,0 cm 3. A 60 C, o volume ocupado pelo líquido é de 1,01 cm 3. Calcule o coeficiente de dilatação volumétrica do líquido. 21. Um recipiente de vidro, cujas paredes são finas, contém glicerina. O conjunto se encontra a 20 C. O coeficiente de dilatação linear do vidro é 27 10-6 C -1 e o coeficiente de dilatação volumétrica da glicerina é 5,0 10-4 C -1. Se a temperatura do conjunto se elevar para 60 C, pode-se afirmar que o nível da glicerina no recipiente: a) baixa, porque a glicerina sofre um aumento de volume menor do que o aumento na capacidade do recipiente. b) se eleva, porque a glicerina aumenta de volume e a capacidade do recipiente diminui de volume. c) se eleva, porque apenas a glicerina aumenta de volume. d) se eleva, apesar da capacidade do recipiente aumentar. e) permanece inalterado, pois a capacidade do recipiente aumenta tanto quanto o volume de glicerina. 22. O volume de um bloco metálico sofre um aumento de 0,6% quando sua temperatura varia de 200 C. O coeficiente de dilatação linear médio desse metal, em C -1, vale: a) 1,0.10-5 b) 3,0.10-5 c) 1,0.10-4 d) 3,0.10-4 e) 3,0.10-3 23. Uma barra metálica, ao variar sua temperatura de 80 C, aumenta seu comprimento de 0,16%. O coeficiente de dilatação volumétrico do material dessa barra é: a) 6. 10-5 C -1 b) 5. 10-5 C -1 c) 4. 10-5 C -1 d) 3. 10-5 C -1 e) 2. 10-5 C -1 24. Uma esfera de aço de massa m = 0,20 kg a 200 C é colocada sobre um bloco de gelo a 0 C, e ambos são encerrados em um recipiente termicamente isolado. Depois de algum tempo, verifica-se que parte do gelo se fundiu e o sistema atinge o equilíbrio térmico. Dados coeficiente de dilatação linear do aço: á = 11 10-6 C -1 ; Qual a redução percentual do volume da esfera em relação ao seu volume inicial? 25. Um frasco de vidro, graduado em cm 3 a 0 C, contém mercúrio até a marca de 100,0 cm3, quando ainda a 0 C. Ao se aquecer o conjunto a 120 C, o nível de mercúrio atinge a marca de 101,8 cm 3. Determine o coeficiente de dilatação linear do vidro. Dado: coeficiente de dilatação do mercúrio: γ = 18 x 10 5 C 1 26. Um recipiente de volume V está cheio de um líquido a 20 C. Aquecendo-se o conjunto a 70 C, transbordam 5,0 cm 3 de líquido. Esses 5,0 cm 3 correspondem: a) à dilatação real do líquido; b) à dilatação aparente do líquido; c) à soma da dilatação real com a dilatação aparente do líquido; d) à diferença entre a dilatação real e a dilatação aparente do líquido; e) a três vezes a dilatação real do líquido.
Colégio Franco-Brasileiro 5 27. Dois recipientes de 1 000 cm 3 cada um, a 0 C, foram usados na determinação do coeficiente de dilatação aparente do mercúrio. Um dos recipientes era de cobre e o outro, de alumínio. Após serem totalmente cheios de mercúrio, também a 0 C, os conjuntos foram aquecidos até 100 C. Determine: a) os coeficientes de dilatação aparente encontrados para o mercúrio; b) o volume de mercúrio extravasado em cada caso. Dados: coeficiente de dilatação cúbica do mercúrio = 1,8 x 10 4 C 1 ; coeficiente de dilatação linear do cobre = 1,6 x 10 5 C 1 ; coeficiente de dilatação linear do alumínio = 2,4 x 10 5 C 1. Transmissão de Calor 1. No senso comum, as grandezas físicas calor e temperatura geralmente são interpretadas de forma equivocada. Diante disso, a linguagem científica está corretamente empregada em: a) Hoje, o dia está fazendo calor. b) O calor está fluindo do fogo para a panela. c) A temperatura está alta, por isso estou com muito calor. d) O gelo está transmitindo temperatura para água no copo. 2. Considere as afirmações a seguir, referentes aos três processos de transferência de calor. I. A radiação pode ser refletida pelo objeto que a recebe. II. A condução ocorre pela propagação de oscilações dos constituintes de um meio material. III. A convecção ocorre apenas em fluidos. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas III. c) Apenas I e II. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 3.Em nossas casas, geralmente são usados piso de madeira ou de borracha em quartos e piso cerâmico na cozinha. Por que sentimos o piso cerâmico mais gelado? a) Porque o piso de cerâmica está mais quente do que o piso de madeira, por isso a sensação de mais frio no piso cerâmico. b) Porque o piso de cerâmica está mais gelado do que o piso de madeira, por isso a sensação de mais frio no piso cerâmico. c) Porque o piso de cerâmica no quarto dá um tom menos elegante. d) Porque o piso de madeira troca menos calor com os nossos pés, causando-nos menos sensação de frio. e) Porque o piso de cerâmica tem mais área de contato com o pé, por isso nos troca mais calor, causando sensação de frio. 4. Ainda nos dias atuais, povos que vivem no deserto usam roupas de lã branca como parte de seu vestuário para se protegerem do intenso calor, já que a temperatura ambiente pode chegar a 50 ºC durante o dia. Para nós, brasileiros, que utilizamos a lã principalmente no inverno, a atitude dos povos do deserto pode parecer estranha ou equivocada, contudo ela pode ser explicada pelo fato de que: a) a lã é um excelente isolante térmico, impedindo que o calor externo chegue aos corpos das pessoas e a cor branca absorve toda a luz evitando que ela aqueça ainda mais as pessoas. b) a lã é naturalmente quente e, num ambiente a 50 ºC, ela contribui para resfriar um pouco os corpos das pessoas. c) a lã é um excelente isolante térmico, impedindo que o calor externo chegue aos corpos das pessoas e a cor branca reflete toda a luz, diminuindo assim o aquecimento da própria lã. d) a lã é naturalmente quente, e o branco é uma cor fria. Esses fatos combinados contribuem para o resfriamento dos corpos daquelas pessoas. 5. A garrafa térmica tem como função manter seu conteúdo em temperatura praticamente constante durante um longo intervalo de tempo. É constituída por uma ampola de vidro cujas superfícies interna e externa são espelhadas para impedir a propagação do calor por. As paredes de vidro são más condutoras de calor evitando-se a térmica. O vácuo entre as paredes da ampola dificulta a propagação do calor por e.
Colégio Franco-Brasileiro 6 Marque a alternativa que completa o texto corretamente: a) reflexão transmissão condução irradiação. b) condução irradiação irradiação convecção. c) irradiação condução convecção condução. d) convecção convecção condução irradiação. e) reflexão irradiação convecção - condução. 6. Em dias com baixas temperaturas, as pessoas utilizam casacos ou blusas de lã com o intuito de minimizar a sensação de frio. Fisicamente, esta sensação ocorre pelo fato de o corpo humano liberar calor, que é a energia transferida de um corpo para outro em virtude da diferença de temperatura entre eles. A utilização de vestimenta de lã diminui a sensação de frio, porque: a) possui a propriedade de gerar calor. b) é constituída de material denso, o que não permite a entrada do ar frio. c) diminui a taxa de transferência de calor do corpo humano para o meio externo. d) tem como principal característica a absorção de calor, facilitando o equilíbrio térmico. e) está em contato direto com o corpo humano, facilitando a transferência de calor por condução. 7. Quais são os processos de propagação de calor relacionados à fala de cada personagem? a) Convecção e condução. b) Convecção e irradiação. c) Condução e convecção. d) Irradiação e convecção. e) Irradiação e condução. 8. É comum nos referirmos a dias quentes como dias de calor. Muitas vezes ouvimos expressões como hoje está calor ou hoje o calor está muito forte quando a temperatura ambiente está alta. No contexto científico, é correto o significado de calor usado nessas expressões? a) Sim, pois o calor de um corpo depende de sua temperatura. b) Sim, pois calor é sinônimo de alta temperatura. c) Não, pois calor é energia térmica em trânsito. d) Não, pois calor é a quantidade de energia térmica contida em um corpo. e) Não, pois o calor é diretamente proporcional à temperatura, mas são conceitos diferentes. 9. Sobre trocas de calor, considere as afirmações a seguir. I. Cobertores são usados no inverno para transmitir calor aos corpos. II. A superfície da Terra é aquecida por radiações eletromagnéticas transmitidas pelo Sol. III. Em geral, as cidades localizadas em locais mais altos são mais frias porque correntes de convecção levam o ar mais frio pra cima. Está correto apenas o que se afirma em: a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III.