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Exercícios sobre dilatação dos líquidos

Exercícios de Física

Na resolução destes exercícios sobre dilatação dos líquidos, lembre-se de considerar a dilatação do recipiente, a dilatação real e a dilatação aparente para realizar os cálculos. Publicado por: Mariane Mendes Teixeira
questão 1

(Unimep-SP) Quando um frasco completamente cheio de líquido é aquecido, verifica-se um certo volume de líquido transbordado. Esse volume mede:

a) a dilatação absoluta do líquido menos a do frasco

b) a dilatação do frasco

c) a dilatação absoluta do líquido

d) a dilatação aparente do frasco

e) a dilatação do frasco mais a do líquido

questão 2

(Unifor-CE) Um recipiente de vidro de capacidade 500 cm3 contém 200 cm3 de mercúrio, a 0 °C. Verifica-se que, em qualquer temperatura, o volume da parte vazia é sempre o mesmo. Nessas condições, sendo γ o coeficiente de dilatação volumétrica do mercúrio, o coeficiente de dilatação linear do vidro vale:

a) 5 γ
     6

b) 5 γ
     3

c) γ
    5

d) 2 γ
    15

e) 15
     γ

questão 3

Um líquido é colocado em um recipiente a uma temperatura inicial de 20ºC. Em seguida, ele é aquecido até atingir a temperatura de 80ºC. Sabendo que o coeficiente de dilatação volumétrica desse líquido é 3,8 . 10-4 e que o volume inicial é 500 ml, calcule a dilatação sofrida pelo líquido. Despreze a dilatação do recipiente.

questão 4

Em um recipiente de vidro, foram colocados 800 mL de álcool, cujo coeficiente de dilatação volumétrica é 1,8 . 10-4 ºC-1, preenchendo-o totalmente. Em seguida, o conjunto foi aquecido e sofreu uma variação de temperatura correspondente a 70º C. Calcule a dilatação aparente do álcool, sabendo que o coeficiente de dilatação volumétrica do vidro é 24 . 10-5 ºC-1.

respostas
Questão 1

Alternativa A. Quando o líquido no interior do frasco é aquecido, o frasco também é, portanto, ele também sofre dilatação. O volume de líquido que transborda do frasco é apenas a dilatação aparente do líquido, ou seja, a dilatação do líquido menos a do frasco.

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Questão 2

Dados:

Virec = 500 cm3

Vireal = 200 cm3

Para que o volume da parte vazia permaneça inalterado, a dilatação do recipiente deve ser igual à do mercúrio, assim temos:

ΔVrec = ΔVreal → Virec . γrec . ΔT = Vireal . γreal. ΔT

Como as variações de temperatura sofridas pelo recipiente e pelo mercúrio são as mesmas, podemos simplificar ΔT.

Virec . γrec = Vireal. γreal

500 . γrec = 200 γreal

γrec= 200 γreal
          
500

γrec=  2 γreal
             
5

O coeficiente de dilatação volumétrica do recipiente é o triplo do valor do coeficiente de dilatação linear, assim:

γrec = 3 α

3 α =  2 γreal
             
5

α =  2 γreal
       
15

Alternativa D

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Questão 3

ΔV = Vi .γ . ΔT
ΔV = 500 . 3,8 . 10-4 . (80 - 20)
ΔV = 11,4 ml

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Questão 4

Dados:

Viálcool = 800 mL
γ álcool = 1,8 . 10-4 ºC-1
Virec = 800 mL
γ vidro = 24 . 10-5 ºC-1.

ΔT = 70ºC

Para calcular a dilatação aparente, utilizamos a seguinte expressão:

ΔVreal= ΔVap+ ΔVrec

Logo:

Δvreal = Viálcool . γ álcool .ΔT
Δvreal = 800 . 1,8 . 10-4 . 70
Δvreal = 10,08 mL

e

ΔVrec = Virec . γ vidro . ΔT
ΔVrec = 800 . 24 . 10-5 . 70
ΔVrec = 13,44 mL

Assim, a dilatação aparente do líquido será:

ΔVreal= ΔVap+ ΔVrec
ΔVap = ΔVreal - ΔVrec
ΔVap = 10,08 - 13,44
ΔVap = -3,36 mL

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