Lista de Exercícios Resolvidos de Dilatação Térmica
Um cilindro, com coeficiente de dilatação , está muito apertado preso em um plano cujo coeficiente de dilatação é . Para afrouxarmos o cilindro devemos (considere ambos os coeficientes de dilatação positivos).
Aumentar a temperatura do sistema.
Diminuir a temperatura do sistema.
Aumentar apenas a temperatura do cilindro.
Como , a única forma de liberarmos o cilindro é quebrando o plano.
Nenhuma das afirmativas anteriores.
Ver solução completaUma barra de aço tem de diâmetro a . Um anel de latão tem um diâmetro interno de a . Se os dois objetos são mantidos em equilíbrio térmico, a que temperatura barra se ajusta perfeitamente o furo? Sabendo que o coeficiente linear de dilatação do aço é e o do latão é .
Ver solução completaLogo após a Terra ter sido formada, o calor liberado pelo decaimento dos elementos radioativos elevou a temperatura média interna de para , cujo valor aproximado permanece até hoje. Admitindo um coeficiente de dilatação volumétrica médio de , de quanto o raio da Terra aumentou desde sua formação?
Ver solução completaUm furo em uma placa de alumínio tem de diâmetro a . Qual é o diâmetro do furo quando a temperatura da placa é aumentada para ? Sabendo que o coeficiente linear do alumínio é
Ver solução completaA , uma barra tem exatamente de comprimento, de acordo com uma régua de aço. Quando a barra e a régua são colocadas em um forno a , a barra passa a medir cm de acordo com a mesma régua. Qual é o coeficiente de expansão linear do material de que é feita a barra, sabendo que o do Aço é de ?
Ver solução completaVerifica-se que uma barra de aço, de de comprimento à , dilata-se quando aquecida à .
Calcule para ele:
Seu coeficiente médio de dilatação linear
Ver solução completaQuando a temperatura de um cilindro é aumentada de pra , seu comprimento aumenta
Com o auxilio da tabela abaixo, encontre de qual material o cilindro é feito.
Determine a variação percentual na densidade desse cilindro.
Como resultado de um aumento de , uma barra com uma rachadura no centro dobra para cima (figura abaixo). Se a distância fixa é e o coeficiente de dilatação linear da barra é , determine a altura do centro da barra.
Quando a temperatura de uma moeda de cobre é aumentada de o diâmetro aumenta de . Com precisão de dois algarismos significativos, determine o aumento percentual da área, da espessura, do volume e da massa especifica da moeda. Calcule o coeficiente de dilatação linear da moeda.
Ver solução completaUm cilindro, com coeficiente de dilatação , está muito apertado preso em um plano cujo coeficiente de dilatação é . Para afrouxarmos o cilindro devemos (considere ambos os coeficientes de dilatação positivos).
- Aumentar a temperatura do sistema.
- Diminuir a temperatura do sistema.
- Aumentar apenas a temperatura do cilindro.
- Como , a única forma de liberarmos o cilindro é quebrando o plano.
- Nenhuma das afirmativas anteriores.
Considere um líquido homogêneo que tem massa específica à temperatura . Seja o coeficiente de dilatação volumétrica do líquido. Pode-se afirmar que a variação na massa específica do mesmo para uma variação da temperatura é:
Uma barra de aço (Coeficiente de dilatação linear ) tem de diâmetro a . O anel de cobre (Coeficiente de dilatação linear ) tem um diâmetro interno de (Veja a Fig. ) e possui a mesma temperatura da barra. Se os dois objetos são mantidos em equilíbrio térmico, a que temperatura a barra se ajusta perfeitamente ao furo do anel, de acordo com a Fig. abaixo?
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. Nenhuma das alternativas
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Ver solução completa. Um bloco de concreto na forma de um cubo possui massa . Determine a área da face do cubo após o material sofrer uma variação de temperatura de .
DADOS:
coeficiente de dilatação linear
densidade do concreto
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. nenhuma das respostas apresentadas
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Ver solução completaA figura mostra três placas metálicas retangulares. Suas dimensões estão especificadas, sendo (Placa 1), (Placa 2) e (Placa 3), bem como seus respectivos coeficiente de expansão linear: ,e . Se todas sofrem a mesma variação de temperatura, assinale a opção correta:
a) A dimensão vertical da placa 1 é a que mais aumenta e a área da placa 3 é a que mais aumenta;
b) A dimensão vertical da placa 2 é a que mais aumenta e a área da placa 1 aumenta tanto quanto a área da placa 2;
c) A dimensão vertical da placa 3 é a que mais aumenta e a área da placa 1 é a que mais aumenta;
d) A dimensão vertical da placa 1 é a que mais aumenta e a área da placa 2 aumenta tanto quanto a área da placa 1;
e) A dimensão vertical da placa 3 é a que mais aumenta e a área da placa 2 é a que mais aumenta.
Ver solução completaUma barra de aço (Coeficiente de dilatação linear ) tem de diâmetro a . O anel de cobre (Coeficiente de dilatação linear ) tem um diâmetro interno de (Veja a Fig. ) e possui a mesma temperatura da barra. Se os dois objetos são mantidos em equilíbrio térmico, a que temperatura a barra se ajusta perfeitamente ao furo do anel, de acordo com a Fig. abaixo?
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. Nenhuma das alternativas
.
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Ver solução completa. Um bloco de latão na forma de um cubo possui massa . Determine a área da face do cubo após o material sofrer uma variação de temperatura de .
DADOS:
coeficiente de dilatação linear
densidade do concreto
.
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. nenhuma das respostas apresentadas
.
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Ver solução completaConsidere duas chapas finas com áreas e , feitas de materiais isotrópicos com coeficientes de dilatação linear térmica respectivamente dados por e . Quando submetidas a um aumento de temperatura , qual o coeficiente de dilatação térmica superficial que atribuiremos à chapa composta cuja área inicial é ?
(a)
(b) ()/()
(c) ()/(2)
(d) 2()
(e)
(f) ()/2
(g) Não é possível determinar com os dados do enunciado.
Ver solução completaQuando uma barra de comprimento é submetida a um certo aumento de temperatura, o comprimento da barra aumenta de um certo valor. Se uma barra de mesmo material de comprimento é submetida ao mesmo aumento de temperatura, qual é a relação entre a variação de comprimento da barra menor e a variação de comprimento da barra maior?
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Ver solução completaUma barra homogênea com coeficiente de dilatação linear , mantida entre dois suportes rígidos com coeficiente de dilatação desprezível, é submetida a uma variação de temperatura T e, como resultado, se parte na sua metade, como mostrado na figura.
Considerando que a variação de temperatura é pequena quando comparada à temperatura inicial (), a altura x atingida pelo centro da barra pode ser escrita como:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Ver solução completaSe, quando a temperatura de uma moeda de cobre aumenta de 100 , o diâmetro da moeda aumenta de 0,17%, a área de uma das faces da moeda aumenta de:
a) 0,34%;
b) 0,17%;
c) 0,51%;
d) 0,13%;
e) 0,27%;
Ver solução completaO comprimento , a variação da temperatura e a variação do comprimento , respectivamente, estão dados para quatro barras:
Barra A:
Barra B:
Barra C:
Barra D:
Ordene as barras de acordo com os coeficientes de expansão térmica, começando pelo maior.
- A e B empatados, depois C, D;
- C, B, D, A;
- B, A, D, C;
- A, B, C, D;
- C, depois A, B e D empatadas;
As tampas dos recipientes de vidros são mais facilmente removidas quando o conjunto é imerso em água quente, tal fato ocorre porque.
- O metal dilatasse mais que o vidro quando ambos são sujeitos a mesma variação de temperatura
- A água quente amolece o metal permitindo que a tampa se solte.
- A água quente amolece o vidro, permitindo que a tampa se solte
- N.R.A
- A água quente lubrifica a superfície de contato, reduzindo o atrito entre elas.
Uma barra homogênea é aquecida de até Sabendo-se que o comprimento inicial da barra é e que o coeficiente de dilatação linear da barra vale , podemos afirmar que a dilatação ocorrida, em, é igual a:
Um dispositivo eletrônico esférico e de diâmetro igual a 2cm foi afixado na junção entre dois trilhos de alumínio de 2m de comprimento cada a temperatura de . A junção mantém os trilhos separados a 3cm. Determine qual a temperatura necessária para que a dilatação dos trilhos inicie o esmagamento do dispositivo eletrônico. .
Inicialmente a uma certa temperatura um bloco de densidade e coeficiente de dilatação volumétrica está parcialmente submerso em um líquido de densidade volumétrica e coeficiente de dilatação volumétrica . Considere que nesta situação a razão entre o volume submerso e o volume total do bloco seja . Após uma variação de temperatura , ambos o bloco e o líquido irão se dilatar de forma que o bloco continua parcialmente submerso. A nova razão entre o volume submerso e o volume total do bloco será:
(a)
(b)
(c)
(d)
Ver solução completaPara qualquer temperatura a diferença entre os comprimentos de duas barras com coeficientes de expansão linear e é a mesma. Para que isto seja válido, a relação entre os respectivos comprimentos deve ser igual a:
(a)
(b)
(c)
(d)
Ver solução completaUm bloco cúbico de aresta a, feito de material homogêneo com densidade, está totalmente imerso em um fluido com densidade constante, em equilíbrio hidrostático e térmico à temperatura , como mostra a figura. Em seguida o conjunto é aquecido até atingir o equilíbrio na temperatura . Considerando que o coeficiente de dilatação volumétrica do fluido é e o coeficiente de dilatação volumétrica do bloco é , e que a aceleração da gravidade é uniforme com módulo , responda:
a) Obtenha a densidade do bloco em termos da densidade do fluido à temperatura .
b) Obtenha a densidade do fluido à temperatura .
c) Obtenha a densidade do bloco à temperatura .
d) Com base nos seus cálculos diga se, após a mudança de temperatura o bloco continuará flutuando totalmente submerso como na figura, apenas parcialmente submerso ou afundará totalmente, repousando sobre o fundo do recipiente. Justifique sua resposta.
Ver solução completaQuando a temperatura de um cilindro é aumentada de pra , seu comprimento aumenta
- Com o auxilio da tabela abaixo, encontro de qual material o cilindro é feito.
- Determine a variação percentual na densidade desse cilindro.
Por que um copo de vidro às vezes quebra quando se despeja rapidamente água fervendo no mesmo?
- A água quente dilata, empurrando o copo para fora.
- A água quente resfria quando toca o copo, encolhendo e puxando o copo para dentro.
- O copo fica quente e dilata, causando a quebra de suas moléculas.
- A região interna do copo dilata mais rapidamente do que a região externa, causando a quebra do mesmo.
- Nenhuma das respostas anteriores.