Questões Sobre Dilatações - Física - concurso

Uma placa retangular de alumínio tem 10 cm de largura e 40 cm de comprimento, à temperatura de 40°C. Essa placa é aquecida até atingir a temperatura de 70°C. Sabendo que o coeficiente de dilatação superficial do alumínio é βal = 46.10-6 °C-1, a área final desta placa retangular, nesta temperatura, será

• A)0,522 cm2
• B)400 cm2
• C)400,552 cm2
• D)452,222 cm2
• E)522,400 cm2

Vamos calcular a área final da placa retangular. Lembre-se de que a fórmula para a dilatação superficial é ΔA = β * A₀ * ΔT, onde ΔA é a variação da área, β é o coeficiente de dilatação superficial, A₀ é a área inicial e ΔT é a variação de temperatura.

No nosso caso, a área inicial é A₀ = 10 cm * 40 cm = 400 cm². A variação de temperatura é ΔT = 70°C - 40°C = 30°C.

Substituindo os valores, temos: ΔA = 46.10⁻⁶ * 400 * 30 = 0,552 cm².

Portanto, a área final é A = A₀ + ΔA = 400 + 0,552 = 400,552 cm².

Assim, a resposta correta é a opção C) 400,552 cm².

Essa é uma aplicação prática do conceito de dilatação térmica, que é muito importante em diversas áreas, como a engenharia, a física e a química. A compreensão desse conceito é fundamental para projetar e construir estruturas que devem suportar variações de temperatura.

Além disso, é importante notar que a dilatação térmica não é um fenômeno exclusivo dos sólidos, mas também ocorre em líquidos e gases. No entanto, nos sólidos, a dilatação é mais pronunciada devido à sua estrutura cristalina.

Em resumo, a dilatação térmica é um fenômeno importante que ocorre em todos os materiais e é fundamental para a compreensão de muitos processos naturais e industriais.

Uma barra de aço possui um comprimento de 5,000 m a uma temperatura de 20°C. Se aquecermos essa barra até que sua temperatura atinja 70°C, o comprimento final da barra, sabendo que o coeficiente de dilatação linear do aço é α = 12.10-6 °C-1 será de

• A) 0,003m.
• B) 0,005m.
• C) 5,005m.
• D) 5,003m.
• E) 5,000m.

Para resolver esse problema, precisamos utilizar a fórmula de dilatação linear, que é ΔL = α × L × ΔT, onde ΔL é a variação do comprimento, α é o coeficiente de dilatação linear, L é o comprimento inicial e ΔT é a variação de temperatura.

No caso dessa barra de aço, temos que L = 5,000 m e ΔT = 70°C - 20°C = 50°C. Substituindo os valores na fórmula, obtemos:

ΔL = 12.10-6 °C-1 × 5,000 m × 50°C

ΔL = 0,003 m

O novo comprimento da barra será então L + ΔL = 5,000 m + 0,003 m = 5,003 m.

Portanto, a resposta correta é a opção D) 5,003m.

É importante notar que o coeficiente de dilatação linear do aço é muito pequeno, o que significa que a variação do comprimento da barra em resposta à mudança de temperatura é muito pequena em relação ao comprimento inicial. Isso é útil para entender por que a barra não se torna muito mais longa quando é aquecida.

Além disso, é importante lembrar que a dilatação linear é um fenômeno que ocorre em muitos materiais, não apenas no aço. Todo material tem seu próprio coeficiente de dilatação linear, e essa propriedade é muito importante em muitas aplicações práticas, como na construção de edifícios, pontes e outros tipos de estruturas.

Em resumo, a resposta correta para o problema é a opção D) 5,003m, e é importante entender a fórmula de dilatação linear e como ela se aplica a diferentes materiais e situações.

Quando colocamos um termômetro de mercúrio numa chama, a coluna de mercúrio desce um pouco antes de começar a subir porque a expansão térmica do vidro é menor que a do mercúrio. Isso ocorre porque o coeficiente de dilatação do vidro é menor que o do mercúrio.

Quando o termômetro é colocado na chama, o vidro começa a se dilatar primeiro, pois sua temperatura aumenta mais rapidamente que a do mercúrio. No entanto, à medida que o mercúrio também começa a se dilatar, sua expansão é mais rápida e notável devido ao seu coeficiente de dilatação maior.

Portanto, a coluna de mercúrio desce inicialmente devido à dilatação do vidro, mas logo começa a subir à medida que o mercúrio se dilata mais rapidamente. Isso é o que explica o comportamento aparentemente estranho do termômetro de mercúrio quando colocado em contato com uma fonte de calor.

É importante notar que a compreensão desse fenômeno é fundamental para a interpretação correta das medidas de temperatura feitas com termômetros de mercúrio. Além disso, essa é uma demonstração prática da importância da expansão térmica nos materiais e como ela pode afetar as propriedades dos objetos.

Em resumo, o gabarito correto é o D) porque o vidro que contém o mercúrio inicia seu processo de dilatação primeiro, e posteriormente a dilatação do mercúrio é mais notável devido ao seu coeficiente de dilatação maior.

Esperamos que essa explicação tenha sido clara e útil para você! Lembre-se de que a compreensão dos fenômenos físicos é fundamental para a interpretação correta dos resultados experimentais.

Isso pode parecer alarmista, mas é importante lembrar que as consequências do aquecimento global vão muito além da elevação do nível do mar. Aumentos de temperatura também trazem mudanças nos padrões climáticos, o que pode levar a eventos extremos como tempestades, secas e calorões. Além disso, a perda de habitats naturais e a extinção de espécies são apenas alguns dos efeitos colaterais do aquecimento global.

Portanto, é fundamental que tomemos medidas para reduzir nossas emissões de gases de efeito estufa e mitigar os efeitos do aquecimento global. Isso pode ser feito através de ações individuais, como reduzir o consumo de energia, usar transporte público e reciclar, assim como através de políticas públicas que incentivem a transição para fontes de energia renovável e a eficiência energética.

É importante lembrar que o aquecimento global é um problema global e requer uma solução coletiva. Não é mais possível ignorar os alertas e continuar com práticas que contribuem para o aumento da temperatura do planeta. É hora de agir e trabalhar juntos para garantir um futuro mais sustentável para as gerações futuras.

Além disso, é fundamental que os governos e as empresas tomem medidas para reduzir as emissões de gases de efeito estufa e investir em tecnologias limpas. Isso pode incluir a implementação de políticas de carbon pricing, a promoção de fontes de energia renovável e a criação de incentivos para a adoção de práticas sustentáveis.

Os jovens também têm um papel fundamental a desempenhar nessa luta. Eles podem se organizar e pressionar os líderes mundiais para que tomem medidas mais eficazes contra o aquecimento global. Além disso, eles podem adotar práticas sustentáveis em seu dia a dia e inspirar os outros a fazer o mesmo.

Em resumo, o aquecimento global é um problema sério que requer ação imediata. É hora de abandonar as práticas que contribuem para o aumento da temperatura do planeta e adotar soluções sustentáveis. Juntos, podemos garantir um futuro mais seguro e saudável para as gerações futuras.

É importante lembrar que o aquecimento global não é apenas um problema ambiental, mas também uma ameaça à segurança humana. A perda de habitats naturais, a escassez de recursos naturais e a migração em massa de pessoas podem levar a conflitos e instabilidade política.

Portanto, é fundamental que os líderes mundiais tomem medidas para reduzir as emissões de gases de efeito estufa e investir em tecnologias limpas. Isso pode incluir a implementação de políticas de carbon pricing, a promoção de fontes de energia renovável e a criação de incentivos para a adoção de práticas sustentáveis.

Além disso, é importante que os governos e as empresas trabalhem juntos para desenvolver soluções inovadoras para o aquecimento global. Isso pode incluir a criação de parcerias público-privadas para financiar projetos de energia limpa e a promoção de pesquisas sobre tecnologias sustentáveis.

Em resumo, o aquecimento global é um problema complexo que requer ação coletiva e soluções inovadoras. É hora de agir e trabalhar juntos para garantir um futuro mais sustentável para as gerações futuras.

Com relação à dilatação dos sólidos e líquidos isotrópicos, analise as proposições a seguir e dê como resposta a soma dos números associados às afirmações corretas.

(01) Um recipiente com dilatação desprezível contém certa massa de água na temperatura de 1°C , quando é, então, aquecido lentamente, sofrendo uma variação de temperatura de 6°C . Nesse caso, o volume da água primeiro aumenta e depois diminui.

INCORRETO. A água tem um comportamento anômalo entre 0°C e 4°C, onde sua densidade aumenta com o aumento de temperatura. Portanto, o volume da água diminui nesse intervalo de temperatura.

(02) Quando se aquece uma placa metálica que apresenta um orifício, verifica-se que, com a dilatação da placa, a área do orifício aumenta.

CORRETO. Isso ocorre porque a placa se dilata e o orifício, que é uma região da placa, também se dilata, aumentando sua área.

(03) Quando um frasco completamente cheio de líquido é aquecido, este transborda um pouco. O volume de líquido transbordado mede a dilatação absoluta do líquido.

CORRETO. Sim, isso ocorre porque o líquido se dilata com o aumento de temperatura, ocupando um volume maior. O volume de líquido transbordado é igual à variação de volume do líquido, que é a dilatação absoluta.

(04) O vidro pirex apresenta maior resistência ao choque térmico do que o vidro comum porque tem menor coeficiente de dilatação térmica do que o vidro comum.

CORRETO. Sim, isso ocorre porque o vidro pirex tem um coeficiente de dilatação térmica menor que o vidro comum, o que lhe confere maior resistência ao choque térmico.

(05) Sob pressão normal, quando uma massa de água é aquecida de 0 °C até 100 °C sua densidade sempre aumenta.

INCORRETO. A água tem um comportamento anômalo entre 0°C e 4°C, onde sua densidade aumenta com o aumento de temperatura. Acima de 4°C, a densidade da água diminui com o aumento de temperatura.

(06) Ao se elevar a temperatura de um sistema constituído por três barras retas e idênticas de ferro interligadas de modo a formarem um triângulo isósceles, os ângulos internos desse triângulo não se alteram.

CORRETO. Isso ocorre porque as barras de ferro se dilatam igualmente, mantendo a forma do triângulo isósceles e, portanto, os ângulos internos não se alteram.

A soma dos números associados às afirmações corretas é 2 + 3 + 4 + 6 = 12.

• A)07
• B)10
• C)11
• D)12

A resposta correta é D) 12.

Vamos resolver esse problema! Primeiramente, precisamos entender o conceito de dilatação térmica. A dilatação térmica é o aumento ou diminuição do volume de um material quando sua temperatura aumenta ou diminui. No caso do aço, quando a temperatura aumenta, o material se dilata, e quando a temperatura diminui, o material se contrai.

Para calcular a variação do comprimento do trilho, precisamos utilizar a fórmula da dilatação linear, que é dada por:

ΔL = α * L * ΔT

Onde:

• ΔL é a variação do comprimento do trilho;
• α é o coeficiente de dilatação linear do aço;
• L é o comprimento inicial do trilho (12 m);
• ΔT é a variação de temperatura (42°C - 22°C = 20°C).

Substituindo os valores, temos:

ΔL = 1 x 10^-6 °C^-1 * 12 m * 20°C

ΔL = 0,24 mm

Portanto, a resposta correta é C) 0,24 mm.

É importante notar que a dilatação térmica é um fenômeno importante que ocorre em muitos materiais, e é fundamental considerá-la em projetos de engenharia, especialmente em sistemas que trabalham com temperaturas elevadas ou variáveis.

Além disso, é interessante observar que a dilatação térmica pode ser benéfica em alguns casos, como na construção de pontes, onde a dilatação do material pode ajudar a reduzir as tensões mecânicas. No entanto, em outros casos, a dilatação térmica pode ser prejudicial, como em sistemas de refrigeração, onde a dilatação do material pode comprometer a eficiência do sistema.

Em resumo, a dilatação térmica é um fenômeno importante que deve ser considerado em muitas aplicações práticas, e é fundamental entender como calcular a variação do comprimento de um material em função da temperatura.

O Brasil e um pais de dimensões continentais, por isso deve fortalecer cada vez mais sua frota de trens e metros. O projeto dos trilhos dessas composições ferroviárias preve espaçamentos muito pequenos entre dois trilhos consecutivos porque:

• A)com o aumento da temperatura ao longo do dia cada trilho deve se contrair ocupando o espaço vazio entre eles.
• B)com a diminuição de temperatura ao longo do dia cada trilho deve se dilatar ocupando o espaço vazio entre eles.
• C)com a variação de temperatura ao longo do dia cada trilho deve se contrair ocupando o espaço vazio entre eles.
• D)se a temperatura aumentar durante o dia cada trilho irá se dilatar e ocupar os pequenos espaços vazios sabiamente projetados.
• E)se a temperatura diminuir durante o dia cada trilho irá se contrair ate tornar o espagamento suficientemente grande para uma passagem segura da composiço ferroviária.

Portanto, é fundamental que os engenheiros responsáveis pelo projeto dos trilhos considerem essas variações de temperatura para garantir a segurança e a eficiência do transporte ferroviário no Brasil.

Além disso, é importante lembrar que a expansão e a contração dos trilhos não são os únicos fatores que devem ser considerados no projeto. Outros aspectos, como a resistência dos materiais, a geometria dos trilhos e a capacidade de carga, também devem ser avaliados cuidadosamente para garantir que os trens e metrôs operem de forma eficiente e segura.

No entanto, é preciso destacar que a temperatura é um fator crucial no projeto dos trilhos, pois pode afetar significativamente a performance dos trens e metrôs. Por isso, é fundamental que os engenheiros responsáveis pelo projeto tenham conhecimento profundo sobre as propriedades dos materiais e como eles se comportam em diferentes condições climáticas.

Em resumo, o Brasil precisa fortalecer sua frota de trens e metrôs, e para isso é necessário considerar cuidadosamente a variação de temperatura no projeto dos trilhos. Além disso, é fundamental que os engenheiros responsáveis pelo projeto tenham conhecimento profundo sobre as propriedades dos materiais e como eles se comportam em diferentes condições climáticas.

Com a expansão da malha ferroviária no Brasil, é esperado que o número de passageiros aumente significativamente, e é fundamental que os trens e metrôs estejam preparados para atender essa demanda. Para isso, é necessário investir em tecnologia e infraestrutura, além de treinar profissionais capacitados para operar esses sistemas de transporte.

Além disso, é importante lembrar que a melhoria da infraestrutura ferroviária não é apenas um investimento em transporte, mas também um investimento em desenvolvimento econômico e social. Com uma malha ferroviária mais eficiente e segura, o Brasil pode atrair mais investimentos, gerar mais empregos e promover o crescimento econômico.

Portanto, é fundamental que o governo e a iniciativa privada trabalhem juntos para promover o desenvolvimento da infraestrutura ferroviária no Brasil. Com investimentos em tecnologia, infraestrutura e profissionais capacitados, é possível criar um sistema de transporte ferroviário mais eficiente, seguro e sustentável.

Um recipiente de vidro de 1.000cm³ de volume (medido a 0°C) é preenchido completamente com um certo líquido a 0°C. O conjunto é aquecido até 100°C. São dados: o coeficiente de dilatação linear do vidro: α_VIDRO = 3,0.10⁻⁵ °C⁻¹ ; coeficiente de dilatação linear do líquido: α_LÍQUIDO = 1,5.10^–4 °C^–1 . É correto afirmar que

• A)a quantidade de líquido transbordado vale 1,5 x 10³ L.
• B)a quantidade de líquido transbordado vale 1,5cm³.
• C)a quantidade de líquido transbordado vale 1,2 x 10^–7 cm³.
• D)não ocorrerá extravasamento, pois o vidro dilata mais do que o líquido.
• E)a quantidade de líquido transbordado vale 1,2 x 10^–7 m³.

Para resolver este problema, devemos calcular a variação de volume do líquido e do recipiente. Primeiramente, vamos calcular a variação de volume do líquido. A fórmula para calcular a variação de volume devido à dilatação é ΔV = V₀ × α × ΔT, onde V₀ é o volume inicial, α é o coeficiente de dilatação linear e ΔT é a variação de temperatura. Nesse caso, o volume inicial do líquido é igual ao volume do recipiente, ou seja, 1.000cm³. A variação de temperatura é de 100°C, pois o conjunto é aquecido de 0°C até 100°C. Portanto, a variação de volume do líquido é ΔV_LÍQUIDO = 1.000cm³ × 1,5.10^–4 °C^–1 × 100°C = 15cm³.

Agora, vamos calcular a variação de volume do recipiente. A fórmula para calcular a variação de volume devido à dilatação também é ΔV = V₀ × α × ΔT. Nesse caso, o volume inicial do recipiente é 1.000cm³, a variação de temperatura é de 100°C e o coeficiente de dilatação linear do vidro é 3,0.10⁻⁵ °C⁻¹. Portanto, a variação de volume do recipiente é ΔV_VIDRO = 1.000cm³ × 3,0.10⁻⁵ °C⁻¹ × 100°C = 3cm³.

Como a variação de volume do líquido é maior do que a variação de volume do recipiente, haverá um excesso de líquido que transbordará do recipiente. A quantidade de líquido transbordado será igual à diferença entre as variações de volume do líquido e do recipiente. Portanto, a quantidade de líquido transbordado é ΔV_TRANSBORDADO = ΔV_LÍQUIDO - ΔV_VIDRO = 15cm³ - 3cm³ = 12cm³. Convertendo essa quantidade para metros cúbicos, temos ΔV_TRANSBORDADO = 12cm³ = 1,2.10^–7 m³.

Portanto, a alternativa correta é E) a quantidade de líquido transbordado vale 1,2 x 10^–7 m³. Essa questão exige que o aluno seja capaz de aplicar a fórmula de dilatação linear para calcular a variação de volume devido à temperatura e, em seguida, calcular a quantidade de líquido transbordado com base nas variações de volume do líquido e do recipiente.

Vamos resolver esse problema de física! Primeiramente, precisamos entender o conceito de dilatação térmica. Quando a temperatura de um material aumenta, suas partículas começam a se mover mais rápido, aumentando a distância entre elas e, consequentemente, o comprimento do material.

Para resolver esse problema, vamos utilizar a fórmula da dilatação térmica linear:

ΔL = α × L₀ × ΔT

Onde:

• ΔL é a variação do comprimento do trilho (em cm)
• α é o coeficiente de dilatação linear do aço (em °C⁻¹)
• L₀ é o comprimento inicial do trilho (em cm)
• ΔT é a variação de temperatura (em °C)

Substituindo os valores dados no problema, temos:

ΔL = 1,0 × 10⁻⁵ × 4000,0 × (50 - 0)

ΔL ≈ 2,0 cm

Portanto, a resposta correta é a opção B) 2,0 cm.

Essa é uma aplicação prática do conceito de dilatação térmica, que é muito importante em various áreas, como a engenharia, a física e a química.

Além disso, é fundamental lembrar que a dilatação térmica também pode ser negativa, ou seja, o material pode se contrair com a diminuição da temperatura. É um fenômeno muito interessante e importante de ser estudado.

Espero que tenha ajudado a resolver esse problema e a entender melhor o conceito de dilatação térmica!