Estudo Ativo Vol 4 - Ciências da Natureza-331-333

Prévia do material em texto

331
VO
LU
M
E 
4 
 
 C
IÊ
N
CI
AS
 D
A 
N
AT
U
RE
ZA
 e
 s
ua
s 
te
cn
ol
og
ia
s
3. (Uemg 2023)
Um técnico de laboratório realizou um teste com 
uma amostra de petróleo, de coeficiente de dilação 
volumétrica 9⋅10-4 °C-1, enchendo totalmente um 
recipiente de vidro, de coeficiente de dilatação 
linear 9⋅10-6 °C-1, com a substância e elevou a tem-
peratura do sistema até um valor T. 
Nestas condições, é correto afirmar que:
a) O vidro sofrerá uma dilatação maior que a do petró-
leo.
b) A amostra poderá transbordar, pois a dilatação do 
petróleo será maior que a do vidro.
c) A dilatação real do petróleo será igual à diferença 
entre a dilatação aparente da amostra e a dilatação 
volumétrica do recipiente.
d) A amostra não irá transbordar, pois os coeficientes 
de dilatação volumétrica do petróleo e do vidro são 
iguais.
4. (Ufjf-pism 2 2022)
No distrito industrial de Juiz de Fora, Maria traba-
lha em uma fábrica de fundições. Nesta fábrica, ela 
produz anéis feitos de um tipo de metal particular 
identificado como material A. Após a produção 
de cada anel, um cilindro feito com outro metal, 
conhecido como material B, precisa atravessar o 
centro dele, de maneira que fique bem preso a esse 
cilindro quando à temperatura ambiente. Para con-
seguir realizar seu trabalho e garantir o bom ajuste 
do cilindro ao anel, Maria os fabrica com diâmetro 
interno ligeiramente menor do que o diâmetro do 
cilindro. Mas para que este possa atravessar o anel, 
ela aquece temporariamente somente o anel para 
que a dilatação desta peça permita que isso ocorra. 
Dadas essas informações, podemos afirmar que a 
única alternativa INCORRETA é: 
a) Quando um anel é aquecido por Maria, os seus áto-
mos passam a ter maior agitação do que antes do 
aquecimento, conduzindo a um aumento das dimen-
sões dessa peça, incluindo o seu diâmetro interno.
b) O material A precisa obrigatoriamente possuir coe-
ficiente de dilatação volumétrica maior do que o do 
material B para que Maria realize o seu trabalho.
c) A densidade do anel A diminui quando a sua tem-
peratura aumenta em virtude do aquecimento reali-
zado por Maria.
d) O cilindro feito com material B pode, eventualmente, 
sofrer um pouco de dilatação durante o contato com 
o anel, pois existe transferência de energia térmica 
nesse momento.
e) Quando o anel retorna para a temperatura ambiente, 
podemos afirmar que parte da energia térmica foi 
perdida na forma de radiação emitida pela peça.
5. (Ufrgs 2023)
Sejam dois bastões, A e B, feitos de metais diferentes. 
Seus coeficientes de dilatação térmica linear são tais 
que o coeficiente de A vale o dobro do coeficiente de 
B. Inicialmente, A e B têm o mesmo comprimento. 
Após sofrerem, simultaneamente, o mesmo aumento 
de temperatura, a razão entre o novo comprimento 
de A e o novo comprimento de B será 
a) igual a 2.
b) igual a 0,5.
c) igual a 1.
d) dependente do comprimento inicial dos dois bas-
tões.
e) maior do que 1 e menor do que 2.
6. (Puccamp 2023)
Uma barra de ferro de comprimento L0, à tempera-
tura θ0, tem seu comprimento aumentado de L ao 
sofrer uma variação de temperatura θ, sem que 
ocorra mudança de estado. Outra barra de ferro de 
comprimento 3 L0, à temperatura θ0, ao sofrer uma 
variação de temperatura 2 θ, sem que ocorra mudança 
de estado, tem seu comprimento aumentado de 
a) L
b) 1,5 L
c) 2 L
d) 3 L
e) 6 L
7. (Uem 2023)
Analise as seguintes proposições no contexto dos fenô-
menos relacionados ao calor e assinale o que for correto. 
Dados: αFe = 12 . 10
-6 °C-1, αAl = 22 . 10
-6 °C-1. 
01) A variação de um grau na escala Celsius de tempe-
ratura equivale à mesma variação na escala Kelvin 
de temperatura.
02) A temperatura de ebulição da água não depende da 
pressão a que ela está sujeita.
04) Se a pressão for mantida constante, a temperatura 
de uma certa quantidade de gelo não varia enquanto 
ele estiver derretendo.
08) Dado que o coeficiente de condutibilidade térmica 
do ferro é cinco vezes menor que o do cobre, o ferro 
pode ser considerado melhor condutor de calor do 
que o cobre.
16) Uma chapa de ferro contém um orifício circular, ao 
qual se ajusta perfeitamente um pino de alumínio 
quando ambos estão a 200 °C. Haverá uma folga 
entre o pino e o orifício quando ambos estiverem a 
uma temperatura de 20 °C.
332
VO
LU
M
E 
4 
 
 C
IÊ
N
CI
AS
 D
A 
N
AT
U
RE
ZA
 e
 s
ua
s 
te
cn
ol
og
ia
s
8. (Ufgd 2023)
Na construção da ferrovia de 1.284 km, que ligará 
Maracaju-MS, principal produtor de grãos de Mato 
Grosso do Sul, ao Porto de Paranaguá-PR, serão 
utilizados trilhos de 6 metros de comprimento (à 
temperatura de 20 °C). Para que a dilatação desses 
trilhos não danifique a ferrovia em dias quentes, 
é necessário que os trilhos sejam montados com 
uma certa distância entre eles. Considerando-se 
que a temperatura máxima atingida pelos trilhos, 
no dia mais quente já registrado, seja de 60 °C, e 
que, nessa temperatura, os trilhos encostem um no 
outro, quantos trilhos de aço, cujo coeficiente de 
dilatação linear é 1,25 . 10-5 (°C)-1, são necessários 
para construir os dois carris paralelos dessa ferrovia? 
a) 427.995 trilhos.
b) 427.895 trilhos.
c) 427.786 trilhos.
d) 427.667 trilhos.
e) 427.515 trilhos.
9. (Uece 2023)
Em um laboratório industrial, existe um reci-
piente de vidro que está completamente cheio 
com um volume V de mercúrio a 20 °C. Determine, 
aproximadamente, o percentual do volume de 
mercúrio que extravasa, em função de V, quando o 
conjunto é aquecido a 140°C. 
Dados: Coeficiente de dilatação linear do mercúrio = 
61,0 . 10-6 °C-1
Coeficiente de dilatação linear do vidro = 9,0 . 10-6 °C-1
a) 3%V
b) 2%V
c) 2,5%V
d) 3,5%V
10. (Mackenzie 2023)
Um recipiente, com volume de 500 mL e com coe-
ficiente de dilatação linear igual a 2⋅10-5 °C-1 está 
completamente preenchido com certo líquido com 
coeficiente de dilatação volumétrica de 1,8⋅10-4 
°C-1. A quantidade de líquido que transbordará do 
recipiente após ambos sofrerem um aumento de 
temperatura de 50°C é igual a 
a) 0,5 mL.
b) 3,0 mL.
c) 5,0 mL.
d) 15,0 mL.
e) 50,0 mL.
11. (Ufpr 2023)
Uma barra metálica retilínea tem um comprimento 
inicial L0. a uma temperatura T0. O material do qual 
a barra é feita tem um coeficiente de dilatação linear 
térmico de valor α = 5 . 10-6 °C-1. Considerando as 
informações apresentadas, assinale a alternativa 
que apresenta corretamente o valor da variação de 
temperatura ΔT necessária para que essa barra apre-
sente uma variação ΔL em seu comprimento igual a 
0,2% de seu comprimento inicial. 
a) ΔT = 500°C.
b) ΔT = 400°C.
c) ΔT = 300°C.
d) ΔT = 200°C.
e) ΔT = 100°C.
12. (Unichristus - Medicina 2022)
Na figura a seguir, observa-se um recipiente que 
contém um líquido até a altura 3h. A outra parte de 
altura h permanece vazia.
Se o conjunto for aquecido, pode-se afirmar que a 
razão entre o coeficiente de dilatação volumétrica do 
líquido e do recipiente para que, após o aquecimento, 
o volume da parte vazia permaneça o mesmo valerá 
a) 4.
b) 12.
c) 4/3.
d) 3/4.
e) 3.
13. (Fmj 2021)
Uma barra de certo material, de comprimento 80 cm, 
sofre uma dilatação de 0,1% em seu comprimento 
quando submetida a uma variação de temperatura 
de 60 °C. Para que um bloco de 400 cm3
do mesmo material sofra uma dilatação de 0,1% de 
seu volume, ele deve ser submetido a uma variação 
de temperatura de 
a) 180 °C.
b) 60 °C.
c) 20 °C.
d) 120 °C.
e) 30 °C.
333
VO
LU
M
E 
4 
 
 C
IÊ
N
CI
AS
 D
A 
N
AT
U
RE
ZA
 e
 s
ua
s 
te
cn
ol
og
ia
s
14. (Uel 2020)
A figura a seguir mostra a estrutura de um Relógio 
de Pêndulo exposto no Museu de Ciências britânico. 
Planejado por Galileo Galilei, seu princípio de fun-
cionamento é baseado na regularidade da oscilação 
(isocronismo) de um pêndulo.
Supondo que um “relógio” semelhante ao da figura foi 
construído e calibrado para funcionar em uma tempe-
ratura padrão de 18 °C, mas que está exposto numa 
cidade cuja temperatura média no verão é de 32 °C e no 
inverno é de14 °C, é correto afirmar que esse relógio 
a) atrasa no inverno devido ao aumento da massa do pên-
dulo.
b) adianta no verão devido ao aumento da massa do pêndulo.
c) adianta no inverno devido à diminuição da frequên-
cia de oscilação.
d) atrasa no verão devido à diminuição da frequência 
de oscilação.
e) funciona pontualmente no inverno e no verão, pois 
a frequência é invariável.
15. (Pucpr 2019)
Em geral, ao aquecer um corpo, ele passa por um 
aumento no seu volume e isso é bem utilizado na 
indústria. Para passar determinada peça de metal 
por um suporte na forma de anel muito justo, é pos-
sível aquecer esse anel e, devido ao aumento de seu 
volume, passar a esfera e após a temperatura voltar 
ao valor inicial, os dois ficam bem presos.
Imagine que um anel apresenta área interna de 
20 cm2 e para que uma peça passe por seu interior 
precisa atingir área de 20,8 cm2. Considere que o 
determinado material tenha um coeficiente de dila-
tação linear de 25⋅10-6 °C-1 E que para a variação de 
temperatura não ocorra mudança de estado físico da 
peça em questão.
Nesse contexto calcule qual deverá ser a variação de 
temperatura imposta ao material para que seja possí-
vel atravessar a peça pretendida por dentro do anel. 
a) 100 °C.
b) 200 °C.
c) 400 °C.
d) 800 °C.
e) 1200 °C.
16. (Famerp 2022)
No projeto de uma usina deseja-se utilizar um eixo 
que seja capaz de suportar grandes variações de 
temperatura. Para isso, foram construídos e testa-
dos 6 eixos, de diferentes materiais, indicados no 
gráfico, possuindo 20,00 cm de comprimento cada, 
à temperatura de 300 K. Como requisito, o eixo a 
ser escolhido não pode sofrer uma dilatação, em 
comprimento, maior que 0,025 cm, dada uma varia-
ção de temperatura de 100 K. O gráfico representa o 
comprimento total dos eixos em função da tempera-
tura a que estão submetidos.
a) O eixo feito de qual material, dentre os apresenta-
dos no gráfico, possui a dilatação linear mais pró-
xima, porém inferior ao limite estabelecido para a 
utilização na usina? Quanto vale, aproximadamente, 
seu coeficiente de dilatação linear, em K-1?
b) Se um eixo de 600 g, feito de um material cujo calor 
específico é igual a 0,1 cal/(g⋅°C) for aquecido por 
uma fonte de calor a uma taxa de 30 cal/s sem se 
fundir, qual será a taxa, em °C/s, com que sua tempe-
ratura variará? Quanto tempo, em segundos, é neces-
sário para que sua temperatura seja elevada em 100°C? 
17. (Fcmscsp 2022)
Uma esfera metálica maciça, de massa 600 g e ini-
cialmente a 20 °C, encontra-se no interior de um 
calorímetro de capacidade térmica desprezível. Adi-
ciona-se ao calorímetro certa massa de água a 90 °C 
e, após certo tempo, o sistema atinge o equilíbrio 
térmico a 70 °C.
a) Sabendo que os calores específicos da água e do 
material que constitui a esfera são, respectiva-
mente, 1,0 cal/(g⋅°C) e 0,20 cal/(g⋅°C), calcule