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Exercícios sobre dilatação volumétrica

Resolva esta lista de exercícios sobre dilatação volumétrica e verifique seus acertos com base na resolução das questões.

Por Pâmella Raphaella Melo
Questão 1

(AFA) Um recipiente de vidro de 200 ml de volume está completamente cheio de mercúrio, e ambos se encontram a 30 °C. Se a temperatura do sistema líquido-recipiente sobe para 90 °C, qual é o volume de mercúrio, em ml, que transborda do recipiente?

Dados:

A) 1,8

B) 2,6

C) 5,0

D) 9,0

Questão 2

(UPE) Ao lavar pratos e copos, um cozinheiro verifica que dois copos estão encaixados firmemente, um dentro do outro. Sendo o copo externo feito de alumínio e o interno, de vidro, sobre as formas de separá-los, utilizando os princípios básicos de dilatação térmica, analise os itens a seguir:

Dados: os coeficientes de dilatação térmica do alumínio e do vidro são iguais a  e  respectivamente.

I. Aquecendo apenas o copo de vidro.

II. Esfriando apenas o copo de alumínio.

III. Aquecendo ambos.

IV. Esfriando ambos.

Está(ão) CORRETO(S) apenas

A) I e II.

B) I.

C) II.

D) III.

E) IV.

Questão 3

(Acafe) Brinquedo das “antigas”, o carrinho de rolimã é o nome dado a um carrinho, geralmente construído de madeira, com um eixo móvel montado com rolamentos de aço (dispensados por mecânicas de automóveis), utilizado para controlar o carrinho enquanto este desce pela rua.

Ao construí-lo, devemos encaixar firmemente os rolamentos no eixo cilíndrico de determinado metal com diâmetro um pouco maior que o diâmetro interno do rolamento de aço. Para esse procedimento, aquecemos ambos para o encaixe e depois resfriamos. Sendo assim, o coeficiente de dilatação do metal utilizado em relação ao coeficiente de dilatação do aço deve ser:

A) igual ou maior

B) maior

C) igual

D) menor

Questão 4

(AFA) Um recipiente tem capacidade de  a 20 °C e está completamente cheio de um determinado líquido. Ao aquecer o conjunto até 120 °C, transbordam . O coeficiente de dilatação aparente desse líquido, em relação ao material de que é feito o recipiente, é, em °C-1 , igual a:

A)

B)

C)

D)

Questão 5

Na tabela abaixo, estão descritos os valores dos coeficientes de dilatação linear de alguns materiais.

Material

Coeficiente de dilatação linear ()  em

Alumínio

2,3

Cobre

1,7

Ferro

0,12

Porcelana

0,3

Prata

2

 

Se aquecermos todos esses materiais ao mesmo tempo, qual deles aquecerá mais rápido?

A) Alumínio

B) Cobre

C) Ferro

D) Porcelana

E) Prata

Questão 6

Um recipiente com capacidade inicial de  tem seu volume dilatado em  quando aumenta sua temperatura para 80 ℃. Considerando que o seu coeficiente de dilatação volumétrica é , encontre o valor da sua temperatura inicial.

A) 79,2 ℃

B) 67,5 ℃

C) 54,9 ℃

D) 43,1 ℃

E) 32,6 ℃

Questão 7

Uma esfera de ferro, com coeficiente de dilatação volumétrica , alterou sua temperatura em 120 ℃, variando seu volume em . Então, com base nessas informações, determine qual era o seu volume inicial.

A)

B) 

C)

D)

E)

Questão 8

Uma caixa possui um volume de 5 litros e sofre uma variação de temperatura de 300 °C. Com base nisso, determine qual foi a sua variação de volume, sabendo que o seu coeficiente volumétrico é .

A) 3 litros

B) 0,3 litro

C) 0,03 litro

D) 0,003 litro

E) 0,0003 litro

Questão 9

Determine o coeficiente de dilatação volumétrico de uma esfera, cujo volume inicial era de , que variou sua temperatura de 50 ℃ para 100 ℃, variando o seu volume em .

A)

B)

C)

D)

E)

Questão 10

Um cientista quer dilatar em  um bloco retangular que possui um volume inicial de . Para isso ele precisa descobrir em quanto deve variar a sua temperatura. Sabendo que o metal do bloco possui um coeficiente de dilatação volumétrico de , calcule a variação de temperatura necessária para ocorrer a dilatação do bloco.

A) 300 ℃

B) 400 ℃

C) 500 ℃

D) 600 ℃

E) 700 ℃

Questão 11

Qual o volume inicial de uma esfera de aço com coeficiente linear  que foi aquecida de 10 °C para 100 °C e que variou seu volume em ?

A)

B)

C)

D)

E)

Questão 12

Quais proposições apresentam à unidade de medida correspondente as grandezas físicas estudadas em dilatação volumétrica:

I. O volume é medido em metros cúbicos.

II. O coeficiente de dilatação linear é medido em .

III. O coeficiente de dilatação volumétrico é medido em .

IV. A temperatura é medida em Celsius.

A) Alternativas I e II

B) Alternativas III e IV

C) Alternativas I e III

D) Alternativas II e IV

E) Alternativas I e IV

Resposta - Questão 1

Alternativa A

Para calcularmos o volume de mércurio transbordado, usaremos a fórmula da dilatação volumétrica dos líquidos:

Em que ∆V é a variação do volume dilatado do mércurio,  é a variação de dilatação do vidro e é a variação de líquido transbordado.

Resposta - Questão 2

Alternativa D

Basta aquecer ambos, já que o alumínio possui um coeficiente de dilatação maior que o do vidro, então ele se aquecerá mais rápido, permitindo a separação.

Resposta - Questão 3

Alternativa D

É necessário que o coeficiente de dilatação do metal seja menor que o coeficiente de dilatação do aço para que, ao aquecé-los ou resfriá-los, eles continuem encaixados. 

Resposta - Questão 4

Alternativa B

O volume de líquido transbordado refere-se à variação aparente de líquido, que pode ser calculada pela fórmula da dilatação volumétrica:

Resposta - Questão 5

Alternativa A

O material que se aquece mais rápido é aquele que possui coeficiente de dilatação linear, superficial ou volumétrico, maior, portanto, o alumínio.

Resposta - Questão 6

Alternativa A

Para calcularmos a variação de temperatura que o bloco deve sofrer, utilizaremos a fórmula da dilatação volumétrica:

Resposta - Questão 7

Alternativa B

Para calcularmos o volume incial da esfera, utilizaremos a fórmula da dilatação volumétrica:

Resposta - Questão 8

Alternativa C

Para calcularmos a variação de volume dilado pela caixa, utilizaremos a fórmula da dilatação volumétrica:

Resposta - Questão 9

Alternativa E

Para calcularmos o coeficiente de dilatação volumétrica da esfera, usaremos a fórmula:

Resposta - Questão 10

Alternativa C

Para calcularmos a variação de temperatura que o bloco deve sofrer, utilizaremos a fórmula da dilatação volumétrica:

 

Resposta - Questão 11

Alternativa B

Para calcularmos o volume incial da esfera, utilizaremos a fórmula da dilatação volumétrica:

Como foi informado o valor do coeficiente de dilatação linear, usaremos a sua relação com o coeficiente de dilatação volumétrica:

Resposta - Questão 12

Alternativa E

I. O volume é medido em metros cúbicos. (Verdadeiro)

II. O coeficiente de dilatação linear é medido em .

O coeficiente de dilatação linear é medido em .

III. O coeficiente de dilatação volumétrico é medido em .

O coeficiente de dilatação volumétrico é medido em .

IV. A temperatura é medida em Celsius. (Verdadeiro)