FÍSICA - Dilatação

(PUC-RS) As variações de volume de certa quantidade de água e do volume interno de um recipiente em função da temperatura foram medidas separadamente e estão representadas no gráfico abaixo, respectivamente, pela linha contínua (água) e pela linha tracejada (recipiente).

Estudantes, analisando os dados apresentados no gráfico, e supondo que a água seja colocada dentro do recipiente, fizeram as seguintes previsões:

I. O recipiente estará completamente cheio de água, sem haver derramamento, apenas quando a temperatura for de 4 °C.
II. A água transbordará apenas se sua temperatura e a do recipiente assumirem simultaneamente valores acima de 4 °C.
III. A água transbordará se sua temperatura e a do recipiente assumirem simultaneamente valores acima de 4 °C ou se assumirem simultaneamente valores abaixo de 4 °C.

A(s) afirmativa(s) correta(s) é(são):

A higiene bucal desde criança vem sendo cada vez mais discutida em encontros e palestras de pediatras no mundo todo devido à maior incidência de cáries em crianças e adolescentes. Com o aparecimento das cáries, os dentes devem ser tratados de maneira que se retire essa cárie e se coloque um material para o preenchimento do dente. Esse material deve ser muito próximo às características dos dentes, principalmente no que se refere à dilatação térmica. Quando comemos algo muito quente ou muito frio o material sofre dilatação ou contração, o que pode causar dor e até perda do material. A amálgama é um dos materiais mais utilizados em obturações dentárias (ver figura). 

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Amálgama é o termo com que se designa todo tipo de liga metálica em que um dos componentes é o mercúrio. É feito de uma liga metálica de mercúrio, prata e estanho. É um material resistente à oxidação e por isso é usado na restauração de dentes. A amálgama também pode ser a mistura de elementos diferentes e tem um baixo coeficiente de dilatação. 

Se um dentista utiliza uma amálgama de coeficiente de dilatação linear de 15 · 10^-6 °C^-1 para um volume de 2 mm³ em um dente que pode sofrer uma diminuição de temperatura de 37 °C até 7 °C, qual seria a variação de volume dessa amálgama no dente?

(Ufla-MG) Uma barra metálica de um material experimental, à temperatura T_A, tem comprimento L_A. Quando essa barra é aquecida à temperatura T_B, sendo T_B > T_A, tem comprimento L_B = 1,331 L_A. Sabe-se que a cada aumento de temperatura de 20 K, a barra aumenta seu comprimento em 10%. Então, é correto afirmar que a diferença de temperatura T_B - T_A é:

Observe a tabela abaixo referente a valores de coeficientes de dilatação linear de alguns materiais:

Se esses materiais forem submetidos à mesma variação de temperatura e possuírem o mesmo comprimento inicial, qual terá o maior e o menor comprimento final, respectivamente?

(Unesp) Nos últimos anos temos sido alertados sobre o aquecimento global. Estima-se que, mantendo-se as atuais taxas de aquecimento do planeta, haverá uma elevação do nível do mar causada, inclusive, pela expansão térmica, causando inundação em algumas regiões costeiras. Supondo, hipoteticamente, os oceanos como sistemas fechados e considerando que o coeficiente de dilatação volumétrica da água é aproximadamente 2 × 10^-4 °C^-1 e que a profundidade média dos oceanos é de 4 km, um aquecimento global de 1 °C elevaria o nível do mar, devido à expansão térmica, em, aproximadamente:

(Fuvest-SP)

Para ilustrar a dilatação dos corpos, um grupo de estudantes apresenta, em uma feira de ciências, o instrumento esquematizado na figura acima. Nessa montagem, uma barra de alumínio com 30 cm de comprimento está apoiada sobre dois suportes, tendo uma extremidade presa ao ponto inferior do ponteiro indicador e a outra encostada num anteparo fixo. O ponteiro pode girar livremente em torno do ponto O, sendo o comprimento de sua parte superior 10 cm e, o da inferior, 2 cm. Se a barra de alumínio, inicialmente à temperatura de 25 °C, for aquecida a 225 °C, o deslocamento da extremidade superior do ponteiro será, aproximadamente, de:

Coeficiente de dilatação linear do alumínio: 2 · 10^-5 °C^-1

Os termômetros são os melhores instrumentos de aferição da temperatura ambiente ou mesmo da temperatura corporal. A maioria dos termômetros utilizados no nosso cotidiano utilizam um líquido que marca o valor correspondente à temperatura do corpo que está sendo aferido esse valor. Esse líquido sobe quanto a temperatura é elevada ou desce quando a temperatura é reduzida, e todo o processo se dá por meio de troca de calor entre o corpo, o vidro ou recipiente e o líquido termométrico utilizado. E durante a espera, até que a temperatura seja aferida, ocorre dilatação ou contração do líquido no processo.

Abaixo está uma tabela com alguns líquidos e seus respectivos coeficientes de dilatação. Se uma pessoa fosse utilizar um termômetro contendo a mesma quantidade de líquido e a mesma variação na temperatura corporal medida em todos os casos, com qual líquido a medida de temperatura seria mais rápida? Ou seja, qual dilata com maior facilidade?

(Considere todas as substâncias no estado líquido para a temperatura citada)

Na construção das ferrovias, como em outras grandes construções, levam-se em consideração os materiais que serão utilizados e a margem de dilatação correspondente a esses materiais, pois a maioria das construções ficam expostas às variações de temperatura do ambiente. 

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Para não ocorrer prejuízo na construção devido a esse fato são construídos espaço ou margens de dilatação entre um trilho e outro. O principal motivo desse espaçamento se deve ao fato de:

(UEL-PR) Um retângulo é formado por um fio de cobre e outro de alumínio, como mostra a figura A. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação linear do cobre é de 17 × 10^-6 °C^-1 e o do alumínio é de 24 × 10^-6 °C^-1, qual o valor do ângulo a se a temperatura do retângulo for elevada a 100 °C, como está apresentado na figura B?

(Uesc-BA) Considere uma barra de liga metálica, com densidade linear de 2,4 · 10^-3 g/mm, submetida a uma variação de temperatura, dilatando-se 3,0 mm. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação linear e o calor específico da liga são, respectivamente, iguais a 2,0 · 10^-5 °C^-1 e a 0,2 cal/g · °C, a quantidade de calor absorvida pela barra nessa dilatação é igual, em cal, a:

Em um experimento de laboratório, o professor de Física monta uma garrafa de vidro com uma bexiga na sua saída, fazendo com que esta vede bem a saída para não ocorrer perda do gás em seu interior.

O professor utiliza dois recipientes contendo gelo no primeiro recipiente e água fervente no segundo recipiente.

Quando a garrafa de vidro é colocada na água fervente, a bexiga que está vedando a saída da garrafa começa a se encher. O professor retira a garrafa dessa água e a coloca no recipiente com gelo.

A bexiga começa a murchar até que ela infla no interior da garrafa de vidro.

Das alternativas abaixo qual explica o que ocorre com a bexiga nos dois casos?

Uma foto que mostra uma das juntas de dilatação da ponte Rio-Niterói se tornou assunto nas redes sociais, pois o internauta que apostou fez isso achando que se tratava de uma rachadura que colocava a estrutura da ponte em risco.

De acordo com os engenheiros da obra esse espaço é necessário devido à dilatação e para que possam se movimentar sem transmitir esforços, pois todas as estruturas de grandes dimensões necessitam dessa junta de dilatação devido à variação térmica na temperatura ambiente.

Se considerarmos o acesso citado Rio a Niterói (3 cm a cada 30 metros), qual seria aproximadamente o coeficiente do concreto armado utilizado na estrutura para dilatar os 3 cm, levando-se em consideração uma variação de temperatura de 100 °C?

Determine a diferença entre a dilatação de uma placa de 10 m² de área submetidos à mesma variação de temperatura de 200 °C.

(Dados: coeficiente de dilatação do blindex: α = 3 ·   10^-6 °C^-1 e coeficiente de dilatação do vidro comum: α = 9 · 10^-6 °C^-1)

Se todos os barris de petróleo produzidos no Brasil (2 milhões) fossem vendidos aos EUA em uma região onde a temperatura ambiente esteja a -4 °C e ele saia do Rio de Janeiro com temperatura de 36 °C, qual seria a diminuição no volume do petróleo contido nos barris durante essa exportação? Desconsidere qualquer perda ou vazamento.

(Dado: coeficiente de dilatação volumétrica do petróleo 1 · 10^-3 °C^-1; volume de cada barril: 160 litros)

(Uece) Um ferreiro deseja colocar um anel de aço ao redor de uma roda de madeira de 1,200 m de diâmetro. O diâmetro interno do anel de aço é 1,198 m.

Sem o anel, ambos estão inicialmente à temperatura ambiente de 28 °C. A que temperatura é necessário aquecer o anel de aço para que ele se encaixe exatamente na roda de madeira?

(Obs.: Use α = 1,1 × 10^-5 °C^-1 para o aço).

(Mackenzie-SP) Uma placa de alumínio (coeficiente de dilatação linear do alumínio = 2 · 10^-5 °C^-1), com 2,4 m² de área à temperatura de -20 °C, foi aquecida à 176 °F. O aumento de área da placa foi de:

Durante uma festa de formatura de fim de ano em uma área de lazer os alunos esqueceram alguns refrigerantes no congelador da geladeira a uma temperatura de 0 °C e, ao perceberem um barulho, encontraram várias das garrafas estouradas dentro do congelador. Alguns alunos levantaram hipóteses sobre o ocorrido:

Fernando: “A garrafa estoura porque o gelo do congelador pressiona ela.”

Pedro: “A anomalia da água faz com que ela aumente seu volume quando resfria, assim a garrafa estoura.”

Vítor: “O gás do refrigerante aumenta o volume ao ser resfriado e, não cabendo na garrafa, ela estoura.”

Analise as afirmativas acima e marque a alternativa correta.

Em um laboratório, um estudante analisou materiais para determinar algumas características quanto à dilatação dos mesmos montando um gráfico.

O gráfico abaixo representa o aquecimento de três materiais diferentes com seus respectivos aumentos no comprimento do material. Determine o coeficiente de dilatação de cada material.

(FGV-SP) Um serralheiro monta, com o mesmo tipo de vergalhão de ferro, a armação esquematizada.

A barra transversal que liga os pontos A e B não exerce forças sobre esses pontos. Se a temperatura da armação for aumentada, a barra transversal