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227TÓPICO 6 | DILATAÇÃO TÉRMICA DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS
8. A dilatação anormal da água
Em geral, um líquido, quando aquecido, sem-
pre dilata, aumentando de volume. No entanto, a 
água constitui uma exceção a essa regra, pois, ao 
ser aquecida de 0 8C a 4 8C, tem seu volume di-
minuído. Apenas para temperaturas acima de 
4 8C a água dilata normalmente ao ser aquecida.
Para melhor ilustrar, vejamos o gráfico ao 
lado, que representa a variação de volume de 1 g 
de água pura em função da sua temperatura.
É importante observar que a 4 8C o volume da 
água é mínimo e, portanto, sua massa específica 
é máxima.
Esse tipo de dilatação anormal da água ex-
plica por que um lago congela apenas na super-
fície, como observado na imagem de abertura 
desse tópico. Durante o resfriamento da água 
da superfície, até 4 8C a densidade aumenta, e 
essa água desce, produzindo a subida da água 
mais quente do fundo (convecção). Isso ocorre 
até que toda a água do lago atinja 4 8C, pois, a 
partir daí, quando a temperatura da água da su-
perfície diminui, seu volume aumenta, diminuin-
do a densidade. Em consequência, essa água 
mais fria não desce mais e acaba solidificando. 
Esse gelo formado na superfície isola o restan-
te da água, fazendo com que a temperatura no 
fundo do lago se conserve acima de 0 8C, possi-
bilitando que a vida aquática possa continuar 
existindo.
água a 0 °C
gelo a 0 °C
água a pouco
menos de 4 °C
 A dilatação anormal da água faz com que apenas a superfície de 
um lago se solidifique. O gelo formado isola o restante da água (o 
gelo é péssimo condutor de calor), fazendo com que a temperatura 
no fundo do lago seja superior a 0 8C e, desse modo, preserve a 
vida animal e vegetal lá existente.
B
a
n
c
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 d
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g
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 d
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d
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o
ravolume (cm3)
1,00020
temperatura (°C)
1,00040
1,00060
1,00080
1,00000
4 10 200
Nível 1Exercícios
 48. Ao abastecer o carro num posto de gasolina, você 
compra o combustível por volume e não por mas-
sa, isto é, você compra “tantos litros” e não “tan-
tos quilogramas” de combustível. Assim, qual o 
melhor horário do dia para abastecer o carro se 
você quer fazer economia?
 49. Um posto recebeu 5 000 L de gasolina num dia 
muito frio, em que a temperatura era de 10 8C. 
No dia seguinte, a temperatura aumentou para 
30 8C, situação que durou alguns dias, o suficien-
te para que a gasolina fosse totalmente vendida. 
Se o coeficiente de dilatação volumétrica da ga-
solina é igual a 11 ? 1024 8C21, determine o lucro 
do proprietário do posto, em litros.
 50. Um frasco de vidro, graduado em cm3 a 0 8C, 
contém mercúrio até a marca de 100,0 cm3, 
quando ainda a 0 8C. Ao se aquecer o conjunto 
a 120 8C, o nível de mercúrio atinge a marca 
de 101,8 cm3. Determine o coeficiente de dila-
tação linear do vidro.
Dado: coeficiente de dilatação do mercú-
rio: gHg 5 18 ? 10
25 8C21
 Resolução:
A diferença de leitura corresponde à dilatação 
aparente do líquido, pois não podemos nos 
esquecer de que o frasco também dilatou:
E.R.
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228 UNIDADE 1 | TERMOLOGIA
Exercícios Nível 2
DVaparente 5 101,8 2 100,0
DVaparente 5 1,8 cm
3
Usamos a expressão da dilatação aparente 
dos líquidos:
DVaparente 5 V0Agaparente Du
Temos:
1,8 5 100,0 ? ga ? 120
ga 5 15 ? 10
25 8C21
porém:
ga 5 gr 2 gf e gf 5 3af
Portanto:
15 ? 1025 5 18 ? 1025 2 3af
3af 5 3 ? 10
25
af 5 avidro 5 1 ? 10
25 oC21
 51. Um recipiente de volume V está cheio de um lí-
quido a 20 8C. Aquecendo-se o conjunto a 70 8C, 
transbordam 5,0 cm3 de líquido. Esses 5,0 cm3 
correspondem:
a) à dilatação real do líquido.
b) à dilatação aparente do líquido.
c) à soma da dilatação real com a dilatação apa-
rente do líquido.
d) à diferença entre a dilatação real e a dilatação 
aparente do líquido.
e) a três vezes a dilatação real do líquido.
 52. Num recipiente de porcelana, graduado correta-
mente em centímetros cúbicos a 30 8C, é colocado 
petróleo a 30 8C até a marca 500 cm3. Em seguida, 
eleva-se a temperatura do conjunto a 70 8C.
Dados: coeficiente de dilatação cúbica do petró-
leo 5 9,1 ? 1024 8C21; coeficiente de dilatação 
linear da porcelana 5 3,3 ? 1026 8C21.
Determine:
a) o coeficiente de dilatação aparente do petróleo, 
quando medido no frasco de porcelana;
b) a marca atingida pelo petróleo no frasco, após 
o aquecimento;
c) a dilatação real sofrida pelo petróleo.
 53. (AFA-SP) Um recipiente tem capacidade de 3 000 cm3 
a 20 8C e está completamente cheio de um deter-
minado líquido. Ao aquecer o conjunto até 120 8C, 
transbordam 27 cm3. O coeficiente de dilatação apa-
rente desse líquido, em relação ao material de que 
é feito o recipiente é, em 8C21, igual a:
a) 3,0 ? 1025
b) 9,0 ? 1025
c) 2,7 ? 1024
d) 8,1 ? 1024 
 54. (OPF) Um recipiente de vidro, cujo coeficiente de di-
latação térmica é 5 ? 1026 8C21, tem volume igual a 
100 dm3 e está completamente cheio de um líquido 
à temperatura ambiente (20 8C). Ao ser aquecido até 
60 8C nota-se que foram derramados 0,20 dm3 do 
líquido aquecido. Calcule a dilatação real do líquido.
a) 0,30 dm3
b) 0,15 dm3
c) 0,11 dm3
d) 0,22 dm3
e) 0,32 dm3
 55. (AFA-SP) Em um laboratório de Física é propos-
ta uma experiência onde os alunos deverão 
construir um termômetro, o qual deverá ser 
constituído de um bulbo, um tubo muito fino e 
uniforme, ambos de vidro, além de álcool colo-
rido, conforme a figura abaixo.
O bulbo tem capacidade de 
2,0 cm³, o tubo tem área de 
secção transversal de 
1,0 ? 1022 cm² e compri-
mento de 25 cm.
No momento da experiên-
cia, a temperatura no labo-
ratório é 30 8C, e o bulbo é 
totalmente preenchido com 
álcool até a base do tubo. Sabendo-se que o coefi-
ciente de dilatação do álcool é 11 ? 1024 8C21 e que 
o coeficiente de dilatação do vidro utilizado é des-
prezível comparado ao do álcool, a altura h, em cm, 
atingida pelo líquido no tubo, quando o termômetro 
for utilizado em um experimento a 80 °C, é
a) 5,50
b) 11,0
c) 16,5
d) 22,0
 56. (Vunesp) 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, cau-
sando inundação em algumas regiões costeiras. 
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229TÓPICO 6 | DILATAÇÃO TÉRMICA DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS
Supondo, hipoteticamente, os oceanos como 
sistemas fechados e considerando que o coefi-
ciente de dilatação volumétrica da água é apro-
ximadamente 2 ? 1024 8C21 e que a profundidade 
média dos oceanos é de 4 km, um aquecimento 
global de 1 8C elevaria o nível do mar, devido à 
expansão térmica, em, aproximadamente:
a) 0,3 m.
b) 0,5 m.
c) 0,8 m.
d) 1,1 m.
e) 1,7 m.
 57. (UFPA) Um recipiente de vidro encontra-se com-
pletamente cheio de um líquido a 0 8C. Quando 
o conjunto é aquecido até 80 8C, o volume do 
líquido que transborda corresponde a 4% do vo-
lume que o líquido possuía a 0 8C. Sabendo que 
o coeficiente de dilatação volumétrica do vidro é 
de 27 ? 1026 8C21, determine o coeficiente de di-
latação real do líquido.
 58. Um recipiente de 200 cm3 de capacidade, feito de um 
material de coeficiente de dilatação volumétrica 
de 100 ? 1026 8C21, contém 180 cm3 de um líquido de 
coeficiente de dilatação cúbica de 1 000 ? 1026 8C21. 
A temperatura do sistema é de 20 8C. Qual a tempe-
ratura-limite de aquecimento do líquido sem que 
haja transbordamento?
 59. (UEA-AM) Em um experimento, foram colocados 
em um béquer de vidro graduado 100 cm³ de um 
líquido à temperatura de 293 K. Aquecendo-se o 
sistema até 393 K, obteve-se um novo volume do 
líquido igual a 101,13 cm³. Sendo o coeficiente de 
dilatação linear do vidro a 5 9 ? 1026 8C21, o coe-
ficiente de dilatação térmica realdo líquido tem 
valor, em 8C21, igual a
a) 9,0 ? 1024
b) 7,2 ? 1024
c) 5,6 ? 1024
d) 2,8 ? 1024
e) 1,4 ? 1024
 60. (Enem) A gasolina é vendida por litro, mas em sua 
utilização como combustível a massa é o que im-
porta. Um aumento da temperatura do ambiente 
leva a um aumento no volume da gasolina. Para 
diminuir os efeitos práticos dessa variação, os 
tanques dos postos de gasolina são subterrâneos. 
Se os tanques não fossem subterrâneos:
 I. Você levaria vantagem ao abastecer o carro 
na hora mais quente do dia, pois estaria com-
prando mais massa por litro de combustível.
 II. Abastecendo com a temperatura mais baixa, 
você estaria comprando mais massa de 
combustível para cada litro.
 III. Se a gasolina fosse vendida por kg em vez de 
ser vendida por litro, o problema comercial 
decorrente da dilatação da gasolina estaria 
resolvido.
Dessas considerações, somente:
a) I é correta.
b) II é correta.
c) III é correta.
d) I e II são corretas.
e) II e III são corretas.
 61. (UFG-GO) Num dia quente em Goiânia, 32 8C, 
uma dona de casa coloca álcool em um reci-
piente de vidro graduado e lacra-o bem para 
evitar evaporação. De madrugada, com o ter-
mômetro acusando 12 8C, ela nota, surpresa, 
que, apesar de o vidro estar bem fechado, o 
volume de álcool reduziu-se. Sabe-se que o seu 
espanto não se justifica, pois se trata do fenô-
meno da dilatação térmica. A diminuição do 
volume foi de:
a) 1,1%.
b) 2,2%.
c) 3,3%.
d) 4,4%.
e) 6,6%.
Considere o coeficiente de dilatação térmica volu-
métrica do álcool: gálcool 5 1,1 ? 10
23 8C21 @ gvidro
 62. A 4 8C, a massa específica da água vale 1,0 g/cm3. 
Se o coeficiente de dilatação volumétrica real 
da água vale 2,0 ? 1024 8C21, qual é sua massa 
específica, na temperatura de 84 8C?
 Resolução:
A densidade absoluta ou massa específica de 
uma substância varia com a temperatura, 
de acordo com a seguinte função:
m 5
m
1 gDu(1 )
0
Substituindo os valores conhecidos, temos:
1,0
1 2,0 10 804
m 5
1 ? ?
2
 [ 0,98 g/cm3m >
E.R.
 63. A densidade absoluta de um material a 20 8C é 
0,819 g/cm3 e seu coeficiente de dilatação volu-
métrica vale 5 ? 1024 8C21. A que temperatura de-
vemos levar esse corpo para que sua densidade 
absoluta torne-se igual a 0,780 g/cm3?
 64. Uma substância tem massa específica de 0,78 g/cm3 
a 25 8C e 0,65 g/cm3 a 425 8C. Qual o seu coefi-
ciente de dilatação volumétrica?
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