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Exercícios sobre dilatação volumétrica

Exercícios de Física

Para resolver os exercícios sobre dilatação volumétrica, você precisa conhecer a relação entre o volume inicial e a variação de temperatura sofrida por uma substância. Publicado por: Mariane Mendes Teixeira
questão 1

(MACK-SP) No estudo dos materiais utilizados para a restauração de dentes, os cientistas pesquisam entre outras características o coeficiente de dilatação térmica. Se utilizarmos um material de dilatação térmica inadequado, poderemos provocar sérias lesões ao dente, como uma trinca ou até mesmo sua quebra. Nesse caso, para que a restauração seja considerada ideal, o coeficiente de dilatação volumétrica do material de restauração deverá ser:

a) igual ao coeficiente de dilatação volumétrica do dente.

b) maior que o coeficiente de dilatação volumétrica do dente, se o paciente se alimenta predominantemente com alimentos muito frios.

c) menor que o coeficiente de dilatação volumétrica do dente, se o paciente se alimenta predominantemente com alimentos muito frios.

d) maior que o coeficiente de dilatação volumétrica do dente, se o paciente se alimenta predominantemente com alimentos muito quentes.

e) menor que o coeficiente de dilatação volumétrica do dente, se o paciente se alimenta predominantemente com alimentos muito quentes.

questão 2

(Cesesp-PE) O tanque de gasolina de um carro, com capacidade para 60 litros, é completamente cheio a 10 °C, e o carro é deixado num estacionamento onde a temperatura é de 30 °C. Sendo o coeficiente de dilatação volumétrica da gasolina iguala 1,1 10-3 °C-1 e considerando desprezível a variação de volume do tanque, a quantidade de gasolina derramada é, em litros:

a) 1,32

b) 1,64

c) 0,65

d) 3,45

e) 0,58

questão 3

Três litros de água, a 30ºC, foram colocados em uma panela de ferro e aquecidos até atingir a temperatura final de 90ºC. Desconsiderando a dilatação sofrida pela panela, calcule o volume da água, após o aquecimento, sabendo que seu coeficiente de dilatação volumétrica é γ = 1,3 . 10-4 ºC-1.

questão 4

Uma substância, ao ser submetida a uma variação de temperatura de 80ºC, sofreu dilatação, aumentado seu volume em 10L. Calcule o coeficiente de dilatação volumétrica dessa substância. Considere o volume inicial Vi = 500L.

respostas
Questão 1

Para que não ocorram danos aos dentes, é necessário utilizar um material que sofra a mesma variação de volume que o dente com uma determinada variação de temperatura. Portanto, o material deve ter o mesmo coeficiente de dilatação volumétrica do dente.

Alternativa correta - A

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Questão 2

Dados:

Vi = 60 L
ti = 10 °C
tF 30 °C
γgasol. = 1,1 10-3 °C-1

Usamos a fórmula:

ΔV = Vi . γ (tf – ti)

ΔV = 60. 1,1 10-3 (30 – 10)

ΔV = 66 . 10-3 . 20

ΔV = 1,320 L

Alternativa “a”.

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Questão 3

Dados:

Vi = 3L
ti = 30ºC
tf = 90ºC
γ =1,3 . 10-4 ºC-1.

Usamos a fórmula:

ΔV = Vi . γ (tf – ti)
ΔV = 3. 1,3 . 10-4 . (90 – 30)
ΔV = 3,9 . 10-4 . 60
ΔV = 234 . 10-4
ΔV = 0,0234 L

O volume final é dado pela soma do volume inicial com a dilatação sofrida pela água:

Vf = Vi + ΔV

Vf = 3 + 0,0234

Vf = 3,0234 L

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Questão 4

Dados:

ΔV = 10L
Δt = 80ºC
Vi = 500 L

ΔV = Vi . γ Δt

γ =   ΔV  
     Vi . Δt

γ =     10    
     500 . 80

γ =    10   
      40000

γ = = 2,5 . 10-4 ºC-1

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