Questões de Concurso sobre Dilatações

Uma barra com coeficiente de dilatação α = 5  π 10^-4 C^-1 , comprimento 2,0 m e temperatura inicial de 25 ºC está presa a uma parede no ponto de fixação . A outra extremidade da barra está posicionada no topo de um disco de raio R = 50,0 cm. Quando se aumenta lentamente a temperatura da barra até um valor final T, verifica-se que o disco sofre um deslocamento angular Δ θ = 18º no processo, conforme a figura a seguir.

Sobre termodinâmica, é CORRETO afirmar:

Uma barra de ferro de comprimento de 1000 metros sofre uma dilatação linear ao passar de 0 °C para 50 °C, sabendo que o coeficiente de dilatação linear do ferro é 12.10^-6 °C^-1 , qual o comprimento final da barra, após esta variação de temperatura?

Um relógio de pêndulo, constituído de uma haste metálica de massa desprezível, é projetado para oscilar com período de 1,0 s, funcionando como um pêndulo simples, a temperatura de 20 °C. Observa-se que, a 35 °C, o relógio atrasa 1,8 s a cada 2,5 h de funcionamento. Qual é o coeficiente de dilatação linear do material que constitui a haste metálica?

Uma peça de alumínio de 400 mm de comprimento está, inicialmente, a uma temperatura ambiente de 30 ºC. Sabendo que essa peça sofreu um aumento de comprimento de 0,48 mm e considerando que o coeficiente de dilatação térmica do alumínio é igual a 0,000024, pode-se afirmar que ela foi aquecida a uma temperatura de:

Dois materiais metálicos, cada um deles com 1 m de comprimento, estão justapostos entre si. Eles se encontram a 20 °C e estão distanciados entre si de 0,12 mm. O coeficiente de dilatação linear do primeiro é 0,00004 °C^-1 e do segundo é 0,00002 °C^-1. A qual temperatura devem ser aquecidos de forma que suas faces se encontrem?

Uma lâmina bimetálica foi acoplada a um circuito elétrico simples construído por um estudante para ser utilizado como alarme de incêndio.

De acordo com a figura, para que esse alarme funcione corretamente, é necessário principalmente que:

Um portão de alumínio retangular de 1m de largura e 2m de altura a 10 ^oC, cujo coeficiente de dilatação linear é 24. 10^{-6 o}C^-1, sob o sol, atingiu a temperatura de 30ºC. Qual a porcentagem aproximada de aumento de sua área após a dilatação?

Considere dois tubos cilíndricos (1 e 2), verticais, idênticos e feitos do mesmo material, contendo um mesmo líquido em equilíbrio até a altura de 50,0 cm, conforme figura a seguir.

As temperaturas nos dois tubos são inicialmente iguais e de valor 35 °C. O tubo 1 é resfriado até 0 °C, enquanto o tubo 2 é aquecido até 70 °C, e a altura do líquido em cada tubo passa a ser o valor indicado na figura. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação térmica dos tubos é desprezível quando comparado com o do líquido, o coeficiente de dilatação volumétrica do líquido, considerado constante, é, em °C⁻¹,

Duas barras de comprimentos iguais, sendo uma de cobre e a outra de alumínio, são coladas a 20 ^oC, formando um único conjunto, conforme mostrado na Figura abaixo.

O conjunto é então aquecido até 120 ^oC.

Sabendo-se que a 120 ^oC a deformação térmica do alumínio é maior que a deformação térmica do cobre, a configuração final do conjunto a 120 ^oC apresentará uma deformação axial

Uma barra A(a = 29 . 10^–6 °C^–1) e uma barra B(a = 64 . 10^–6 °C^–1), estando a 25°C, foram aquecidas até 65°C. Sabendo que a barra B dilatou 1,468 cm a mais que a barra A e que o comprimento inicial da barra A era de 5 m, então o comprimento inicial da barra B era de:

Os coeficientes de dilatação linear α_A e α_B dos materiais que constituem duas barras homogêneas, A e B, têm sua temperatura variando de acordo com o gráfico a seguir.

Ao determinar o valor desses coeficientes tem-se:

Uma haste de comprimento inicial Lo e temperatura inicial To é aquecida até chegar a uma temperatura igual a 9To. Sabendo que o comprimento da haste aumentou em 4%, o coeficiente de dilatação linear desta haste vale:

Para ferver três litros de água para fazer uma sopa, Dona Marize mantém uma panela de 500 g suspensa sobre a fogueira, presa em um galho de árvore por um fio de aço com 2 m de comprimento. Durante o processo de aquecimento, são gerados pulsos de 100 Hz em uma das extremidades do fio. Esse processo é interrompido com a observação de um regime estacionário de terceiro harmônico. Determine, aproximadamente, a massa de água restante na panela.

(Dados: densidade linear do aço = 10^-3 Kg/m; aceleração da gravidade = 10 m/s² e densidade da água = 1 Kg/L.)

Um pesquisador, investigando propriedades ligadas à dilatação de materiais, fez experimentos envolvendo dois materiais (X e Y), que foram aquecidos numa dada faixa de temperatura enquanto seus volumes foram medidos. Sabese que ele usou a mesma quantidade de massa para os materiais, sendo que o material X é líquido e o Y é sólido. O pesquisador construiu, então, o gráfico ao lado, no qual são apresentadas as curvas de volume (V) em função da temperatura (T) para os materiais X (linha cheia) e Y (linha pontilhada). Com relação ao assunto, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas:

( ) Os dois materiais têm mesma densidade em T = 0 ºC.

( ) À medida que a temperatura aumenta, o material Y se contrai até T = 10 ºC, e somente a partir dessa temperatura passa a dilatar-se.

( ) Em T = 5 ºC, um objeto maciço feito do material Y, se for colocado dentro de um recipiente contendo o material X, afunda quando sujeito apenas a forças gravitacionais e a forças exercidas pelo material X.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.

Foi-se o tempo em que o forno micro-ondas servia apenas para aquecer alimentos e estourar pipoca. Hoje, todos sabem que podemos preparar vários tipos de comida de forma muito mais rápida e prática. E não se trata de pratos prontos congelados! Era de causar espanto ver micro-ondas com opções de “brigadeiro”, “arroz” ou “lasanha”. Mas atualmente isso é muito comum. Porém, cozinhar utilizando o micro-ondas requer um cuidado muito específico: que vasilhas podemos utilizar? Qual material é adequado? Assim, o vidro comum apresenta menor resistência ao choque térmico do que o vidro pirex por que:

O líquido contido por um recipiente de volume V está na iminência de transbordar quando sua temperatura é de 15° C. Aquecendo-se o conjunto a 30° C, transborda uma quantidade X desse líquido. Medindo o volume transbordado pode-se obter a seguinte informação:

Um cubo de ferro, de volume v = 6 litros e temperatura t^o = 280°C, foi colocado em um ambiente com temperatura t. Após ter resfriado, constatou-se uma diminuição de 55,08 cm³ no volume do cubo. A temperatura t do ambiente é:

(Considere: α = 1,2 . 10^–5 C ^–1.)

Uma vasilha de vidro cujo volume é 720 ml contém uma certa quantidade de mercúrio e se encontra inicialmente a uma temperatura de 20°C. Essa vasilha é então aquecida até atingir 80°C e então verifica‐se que o volume da parte vazia permanece constante. A quantidade de mercúrio contido nessa vasilha é:

(Dados: coeficiente de dilatação volumétrica do vidro = 25 . 10^-6 °C^-1; coeficiente de dilatação volumétrica do mercúrio = 180 . 10^-6 °C^-1.)

Duas barras, uma de zinco (α_Zn = 3,0.10^{-5 o}C^-1) e outra de ferro (α_Fe = 1,2.10^{-5 o}C^-1), têm comprimentos iguais a 0 ^oC. A 100 ^oC, seus comprimentos diferem de 1,8 mm. Qual é o comprimento das barras a 0 ^oC?