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Exercícios sobre dilatação térmica dos sólidos e líquidos

Exercícios de Física

Esta lista de exercícios trata sobre dilatação térmica de sólidos e líquidos, um fenômeno relacionado a variações de temperaturas, decorrentes da agitação térmica dos corpos. Publicado por: Rafael Helerbrock
questão 1

As deformações geralmente encontradas nos trilhos de trens podem ser explicadas por meio:

a) do desequilíbrio entre as forças internas e externas presentes no material.

b) das reações químicas que são favorecidas pelo aumento da temperatura dos trilhos.

c) do fenômeno da dilatação térmica.

d) do baixo ponto de fusão dos metais presentes nos trilhos.

e) da quantidade de calor latente recebido pelos trilhos.

questão 2

(UFAL) O fato de barras de ferro contidas em uma viga de concreto não provocarem rachaduras no concreto pode ser explicado pela semelhança que existe entre os valores do:

a) calor específico desses materiais.

b) coeficiente de dilatação linear desses materiais.

c) coeficiente de atrito desses materiais.

d) calor de fusão desses materiais.

e) coeficiente de condutividade térmica desses materiais.

questão 3

Diferentemente dos sólidos, os líquidos não têm forma própria, por isso assumem o formato do recipiente que os contém. Com o aumento da temperatura, tanto os líquidos quanto seus recipientes podem sofrer dilatação térmica. O que ocorrerá se o coeficiente de dilatação do recipiente for maior que o coeficiente de dilatação de um líquido contido em seu interior?

a) O líquido transbordará.

b) O recipiente dilatará mais que o líquido e não haverá transbordamento.

c) Haverá transbordamento enquanto a temperatura do recipiente for maior que a temperatura do líquido.

d) O líquido dilatará mais que o recipiente.

e) O líquido e o recipiente dilatarão na mesma medida.

questão 4

(Olimpíada Paulista de Física) É muito comum acontecer, quando copos iguais são empilhados colocando-se um dentro do outro, de dois deles ficarem emperrados, tornando-se difícil separá-los. Considerando o efeito da dilatação térmica, pode-se afirmar que é possível retirar um copo de dentro do outro se:

a) os copos emperrados forem mergulhados em água bem quente.

b) no copo interno for despejada água quente, e o copo externo for mergulhado em água bem fria.

c) os copos emperrados forem mergulhados em água bem fria.

d) no copo interno for despejada água fria, e o copo externo for mergulhado em água bem quente.

e) não é possível separar os dois copos emperrados, considerando o efeito da dilatação térmica.

respostas
Questão 1

Letra C

As deformações que são observadas nos trilhos dos trens decorrem do fenômeno da dilatação térmica linear. Com o incremento da temperatura, seja pela incidência da radiação solar ou pelo atrito das rodas dos trens, as dimensões dos trilhos são levemente aumentadas. Caso não haja pequenas separações entre os trilhos, eles passam a pressionar-se, acarretando sua deformação.

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Questão 2

Letra B

As rachaduras no concreto surgem em decorrência da dilatação térmica. Dessa forma, quando se inserem barras de ferro, e não se observam rachaduras no concreto, entende-se que, ao sofrerem a mesma variação de temperatura, tanto o concreto quanto as barras de ferro sofreram o mesmo aumento em suas dimensões. Assim, as barras metálicas não exerceram nenhuma pressão excessiva sobre o concreto. Para isso ocorrer, é necessário que os coeficientes de dilatação do concreto e das barras de ferro sejam iguais.

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Questão 3

Letra B

Como o coeficiente de dilatação térmica do recipiente é maior que o do líquido que ele contém, espera-se que, com o aumento de temperatura, a altura do recipiente aumente em maior medida que a altura do líquido. Nesse caso, portanto, não haverá transbordamento de líquido.

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Questão 4

Letra D

Como os dois copos são iguais, seus coeficientes de dilatação também são iguais. Dessa forma, é possível explorar os efeitos da dilatação e da contração térmica dos copos para desemperrá-los. Se mergulharmos o copo externo na água quente, seu diâmetro aumentará, em contrapartida, se despejarmos água fria no copo interno, seu diâmetro reduzirá. Assim, poderemos tirá-los um de dentro do outro.

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