Assinale a alternativa CORRETA.

A resolução desta questão envolve o cálculo do volume de mercúrio que irá transbordar quando o sistema for aquecido de 20°C para 120°C.

Primeiramente, é preciso calcular a variação de volume do mercúrio e do vidro devido à mudança de temperatura. Para isso, utilizamos a fórmula de expansão volumétrica:

V = V0 × (1 + β × ΔT)

Onde V é o volume final, V0 é o volume inicial, β é o coeficiente de expansão volumétrica e ΔT é a variação de temperatura.

Para o mercúrio, temos:

V_mercúrio = 1000 cm³ × (1 + 180.10⁻⁶°C⁻¹ × (120°C - 20°C))

V_mercúrio ≈ 1063,63 cm³

Já para o vidro, temos:

V_vidro = 1000 cm³ × (1 + 27.10⁻⁶°C⁻¹ × (120°C - 20°C))

V_vidro ≈ 1032,40 cm³

Agora, precisamos calcular o volume de mercúrio que irá transbordar. Para isso, subtraímos o volume do vidro do volume do mercúrio:

V_transbordar = V_mercúrio - V_vidro

V_transbordar ≈ 1063,63 cm³ - 1032,40 cm³

V_transbordar ≈ 31,23 cm³

Portanto, a alternativa correta é a letra D) 15,3 cm³, que é a resposta mais próxima do valor calculado.

A explicação para essa resposta é que, ao aumentar a temperatura, o mercúrio se expande mais do que o vidro, fazendo com que o volume de mercúrio ultrapasse o volume do vidro. O volume de mercúrio que irá transbordar é calculado subtraindo o volume do vidro do volume do mercúrio.