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COLEGIO FALCON MANTENEDOR: COLÉGIO CURSO FALCON LTDA CNPJ: 42.360.998/0001-85 PARECER FAVORÁVEL - SEI 030038/003139/2021 DELIBERAÇÃO CEE/RJ Nº 388/2020 ENSINO MÉDIO Endereço: Estrada Rodrigues Caldas, 188 -Taquara/ Jacarepaguá – RJ CEP: 22.713-373 Telefone: (21) 39360270 – 990941811 Email: colégio.falcon@outlook.com Lista de dilatação – Rafael Trovão 01)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 ºC-1, sob o sol, atingiu a temperatura de 30ºC. Qual a porcentagem aproximada de aumento de sua área após a dilatação? a) 0,1 b) 0,2 c) 0,3 d) 0,4 02) Um cidadão parou às 22h em um posto de combustível para encher o tanque de seu caminhão com óleo diesel. Neste horário, as condições climáticas eram tais que um termômetro, bem calibrado fixado em uma das paredes do posto, marcava uma temperatura de 10º C. Assim que acabou de encher o tanque de seu veículo, percebeu o marcador de combustível no nível máximo. Descansou no m esmo posto até às 10h do dia seguinte, quando o termômetro do posto registrava a temperatura de 30º C. Observou, no momento da saída, que o marcador de combustível já não estava marcando nível máximo. Qual afirmação justifica melhor, do ponto de vista da físi ca, o que aconteceu? Desconsidere a possibilidade de vazamento do combustível. a) O calor faz com que o diesel sofra contração. b) O aumento da temperatura afeta apenas o tanque de combustível. c) O tanque de combustível tem coeficiente de dilatação maior que o próprio combustível. d) O tanque metálico de combustível é um isolante térmico, não permitindo o aquecimento e dilatação do diesel. 03) Uma chapa de cobre, cujo coeficiente de dilatação linear vale 2.10 -5 ºC-1 , tem um orifício de raio 10 cm a 25 ºC. Um pino cuja área da base é 314,5 cm2 a 25 ºC é preparado para ser introduzido no orifício da chapa. Dentre as opções abaixo, a temperatura da chapa, em ºC, que torna possível a entrada do pino no orifício, é Adote π = 3,14 a) 36 b) 46 c) 56 d) 66 04) A partir da expressão de dilatação linear ( ∆l = α ⋅ l0 ⋅ ∆T), pode-se dizer que o coeficiente de dilatação linear (α) pode possuir como unidade a) °C. b) m/°C. c) °C-1. d) °C/m. 05) Um técnico em mecânica recebeu a informação que uma placa metálica de área igual a 250 cm 2 , enviada para análise em laboratório especializado, retornara. Os resultados da análise de dilatação térmica dessa placa estavam descritos em uma tabela. Lista de dilatação – Rafael Trovão De acordo com dados da tabela pode-se afirmar, corretamente, que o coeficiente de dilatação superficial, em ºC -1, do material que compõe a placa vale a) 2,0 . 10-5. b) 2,2 . 10-6. c) 4,0 . 10-5. d) 4,4 . 10-6. 06) Um material de uso aeronáutico apresenta coeficiente de dilatação linear de 15.10 -6 ºC-1. Uma placa quadrada e homogênea, confeccionada com este material, apresenta, a 20 ºC, 40 cm de lado. Qual o valor da área final desta placa, em m 2 , quando a mesma for aquecida até 80 ºC? a) 40,036 b) 1602,88 c) 1602,88 . 10-2 d) 1602,88 . 10-4 07) Dilatação é um fenômeno térmico relativo a) somente aos sólidos. b) somente aos fluidos. c) somente aos sólidos e líquidos. d) tanto aos sólidos, quanto aos líquidos e gases. 08) Uma barra de aço, na temperatura de 59 ºF, apresenta 10,0 m de comprimento. Quando a temperatura da barra atingir 212 ºF, o comprimento final desta será de ........ m. Adote: Coeficiente de dilatação linear térmica do aço: 1,2.10 -5 ºC-1. a) 10,0102 b) 10,102 c) 11,024 d) 11,112 09) A maioria das substâncias tende a diminuir de volume (contração) com a diminuição da temperatura e tendem a aumentar de volum e (dilatação) com o aumento da temperatura. Assim, desconsiderando as exceções, quando diminuímos a temperatura de uma substância, sua densidade tende a Obs.: Considere a pressão constante. a) diminuir. b) aumentar. c) manter-se invariável. d) aumentar ou a diminuir dependendo do intervalo de temperatura considerado. 10) Você é convidado a projetar uma ponte metálica, cujo comprimento será de 2,0km. Considerando os efeitos de contração e expansão térmica para temperaturas no intervalo de -40°F a 110°F e o coeficiente de dilatação linear do metal é de 12x10-6 °C1, qual a máxima variação esperada no comprimento da ponte?(O coeficiente de dilatação linear é constante no intervalo de temperatura considerado). a) 9,3 m b) 2,0 m c) 3,0 m d) 0,93 m 11) A figura a seguir representa uma lâmina bimetálica. O coeficiente de dilatação linear do metal A é a metade do coeficiente de dilatação linear do metal B. À temperatura ambiente, a lâmina está na vertical. Se a temperatura for aumentada em 200°C, a lâmina: a) continuará na vertical. b) curvará para a frente. c) curvará para trás. d) curvará para a esquerda. 12) O gráfico abaixo apresenta a variação do comprimento L de uma barra metálica, em função da temperatura T. Lista de dilatação – Rafael Trovão Qual o coeficiente de dilatação linear da barra, em °C-1? a) 1,00 × 10-5. b) 2,00 × 10-5. c) 3,00 × 10-5. d) 5,00 × 10-5. 13) Uma porca está muito apertada no parafuso O que você deve fazer para afrouxá-la? a) É indiferente esfriar ou esquentar a porca. b) Esfriar a porca. c) Esquentar a porca. d) É indiferente esfriar ou esquentar o parafuso. 14) A imprensa tem noticiado as temperaturas anormalmente altas que vêm ocorrendo no atual verão, no hemisfério norte. Assinale a opção que indica a dilatação (em cm) que um trilho de 100 m sofreria devido a uma variação de temperatura igual a 20 °C, sabendo que o coeficiente linear de dilatação térmica do trilho vale 1,2 x 105 por grau Celsius. a) 3,6 b) 2,4 c) 1,2 d) 1,2 x 103 15) A distância entre dois pedaços de trilhos consecutivos em uma estrada de ferro é: a) menor no inverno. b) praticamente constante. c) maior no inverno. d) maior no verão. 16) Uma ponte de aço tem 1000 m de comprimento. O coeficiente de dilatação linear do aço é de 11.10-6°C-1. A expansão da ponte, quando a temperatura sobe de 0 para 30°C, é de: a) 33 cm b) 37 cm c) 41 cm d) 52 cm 17) Um anel de cobre, a 25°C, tem um diâmetro interno de 5 cm. Qual das opções abaixo corresponderá ao diâmetro interno desse mesmo anel a 275°C, admitindo que o coeficiente de dilatação térmica do cobre no intervalo de 0°C a 300°C seja constante e igual a 1,6.10 -5°C-1? a) 4,98 cm b) 5,01 cm c) 5,02 cm d) 5,08 cm 18) Uma barra metálica, inicialmente à temperatura de 20°C, é aquecida até 260°C e sofreu uma dilatação igual a 0,6% do seu comprimento inicial. O coeficiente de dilatação linear médio do metal, nesse intervalo de temperatura, em °C-1, vale: a) 2,5.10-4 b) 4.10-4 Lista de dilatação – Rafael Trovão c) 2,5.10-5 d) 4.10-5 19) Uma barra metálica, quando aquecida de 0°C a 100°C, sofre um acréscimo de comprimento igual a um milésimo do seu comprimento a 0°C. Podemos afirmar que o seu coeficiente de dilatação linear, suposto constante, vale, em °C-1: a) 1.10-3 b) 1.10-4 c) 2.10-4 d) 1.10-5 20) Uma placa de alumínio tem um grande orifício circular no qual foi colocado um pino, também de alumínio, com grande folga. O pino e a placa são aquecidos de 500°C, simultaneamente. Podemos afirmar que: a) a folga irá aumentar, pois o pino ao ser aquecido irá contrair-se. b) a folga diminuirá, pois ao aquecermos a chapa a área do orifício diminui. c) a folga diminuirá, pois o pino se dilata muito mais que o orifício. d) a folga irá aumentar, pois o diâmetro do orifício aumenta mais que o diâmetrodo pino. 21) Uma chapa de alumínio de coeficiente linear de 2,2.105 °C1, inicialmente a 20°C, é utilizada numa tarefa doméstica no interior de um forno aquecido a 270°C. Após o equilíbrio térmico, sua dilatação superficial, em relação à área inicial, foi de: a) 0,55% b) 1,1% c) 1,65% d) 2,2% 22) Uma chapa de zinco, cujo coeficiente de dilatação linear é 25.106°C1, sofre elevação de 10°C na sua temperatura. Verifica-se que a área da chapa aumenta de 2,0 cm2. Nessas condições, a área inicial da chapa mede, em cm2, a) 2,0.102 b) 8,0.102 c) 4,0.103 d) 2,0.104 23) O volume de um bloco metálico sofre um aumento de 0,6% quando sua temperatura varia de 200°C. O coeficiente de dilatação linear médio desse metal, em °C1, vale: a) 1,0.105 b) 3,0.105 c) 1,0.104 d) 3,0.104 24) Uma barra metálica, ao variar sua temperatura de 80°C, aumenta seu comprimento de 0,16%. O coeficiente de dilatação volumétrico do material dessa barra é: a) 6.105 °C1 b) 5.105 °C1 c) 4.105 °C1 d) 3.105 °C1 25) Um corpo de volume V0 e coeficiente de dilatação linear α tem forma cúbica. Este corpo sofre uma variação de temperatura de 10°C. A variação de volume será: a) 10.α.V0 b) α.V0 c) 3.α.V0 d) 30.α.V0. 26) Uma esfera de aço tem volume de 100 cm3 a 0°C. Sabendo que o coeficiente de dilatação linear do aço é de 12.10-6°C-1, o acréscimo de volume sofrido por essa esfera, quando aquecida a 500°C, em cm3, é de: a) 0,6 b) 1,2 c) 1,8 d) 3,6 Lista de dilatação – Rafael Trovão 27) Ao aquecer uma esfera metálica maciça de 30°C a 70°C, seu volume sofre um aumento de 0,60%. O coeficiente de dilatação linear médio do metal, em °C-1, vale: a)1,5.10-6 b) 5,0.10-6 c) 1,5.10-5 d) 5,0.10-5 28) O coeficiente de dilatação volumétrica do azeite é de 8.10-4°C-1. A variação de volume de 1 litro de azeite, quando sofre um acréscimo de temperatura de 50°C é, em cm3, de: a) 0,0004 b) 0,08 c) 8 d) 40 29) Uma certa massa de água líquida sob pressão normal sofre um aquecimento a partir de uma determinada temperatura. Nestas condições podemos afirmar que: a) o volume de água permaneceu constante se o aquecimento foi de 0ºC a 4ºC. b) o volume de água aumentou se o aquecimento foi de 0ºC a 4ºC. c) o volume de água tanto pode ter aumentado, como diminuído, devido ao seu comportamento anômalo. d) O volume de água diminuiu segundo a lei TVV o = .. . 30) A dilatação térmica dos sólidos é um fenômeno importante em diversas aplicações de engenharia, como construções de pontes, prédios e estradas de ferro. Considere o caso dos trilhos de trem serem de aço, cujo coeficiente de dilatação é α = 11 . 10-6 °C-1. Se a 10°C o comprimento de um trilho é de 30m, de quanto aumentaria o seu comprimento se a temperatura aumentasse para 40°C? a) 11 . 10-4 m b) 33 . 10-4 m c) 99 . 10-4 m d) 132 . 10-4 m 31) Ao se aquecer de 1,0ºC uma haste metálica de 1,0m, o seu comprimento aumenta de 2,0 . 10-2mm. O aumento do comprimento de outra haste do mesmo metal, de medida inicial 80cm, quando a aquecemos de 20ºC, é: a) 0,23mm b) 0,32 mm c) 0,56 mm d) 0,65 mm 32) O volume de um bloco metálico sofre um aumento de 0,60% quando sua temperatura varia de 200ºC. O coeficiente de dilatação de dilatação linear médio desse metal, em ºC-1,vale: a) 1,0.10-5 b) 3,0.10-5 c) 1,0.10-4 d) 3,0.10-4 33) Um recipiente, cujo volume é de 1000 cm3, a 0°C, contém 980 cm3 de um líquido à mesma temperatura. O conjunto é aquecido e, a partir de uma certa temperatura, o líquido começa a transbordar. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação cúbica do recipiente vale 2,0 x 10-5 °C-1 e o do líquido vale 1,0 x 10-3 °C-1, pode-se afirmar que a temperatura no início do transbordamento do líquido é, aproximadamente: a) 6,0°C b) 12°C c) 21°C e) 78°C Lista de dilatação – Rafael Trovão 34) Um material sólido metálico tem os seguintes coeficientes de dilatação: linear (α), superficial (β) e volumétrica (γ). Para esse material, são corretas as relações: a) α = 3γ = 2β; β = α/2 = 3γ/2; γ = α/3 = 2β/3 b) α = γ/3 = β/2; β = α/2 = 3γ/2; γ = 3α = 3β/2 c) α = γ/3 = β/2; β = 2α = 2γ/3; γ = 3α = 3β/2 d) α = γ/3 = β/2; β = 2α = 2γ/3; γ = α/3 = 2β/3 35) O fato de barras de ferro contidas em uma viga de concreto não provocarem rachaduras no concreto explica-se pela semelhança que existe entre os valores do a) calor específico desses materiais. b) calor de fusão desses materiais. c) coeficiente de condutividade térmica desses materiais. d) coeficiente de dilatação linear desses materiais. 36) É muito comum acontecer de, quando copos iguais são empilhados, colocando-se um dentro do outro, dois deles ficarem emperrados, tornando-se difícil separá-los. Considerando o efeito da dilatação térmica, pode-se afirmar que é possível retirar um copo de dentro do outro se: a) os copos emperrados forem mergulhados em água bem quente. b) no copo interno for despejada água quente e o copo externo for mergulhado em água bem fria. c) os copos emperrados forem mergulhados em água bem fria. d) no copo interno for despejada água fria e o copo externo for mergulhado em água bem quente. 37) O coeficiente de dilatação linear do aço é 1,1.10-5 °C. Os trilhos de uma via férrea têm 12m cada um na temperatura de 0°C. Sabendo-se que a temperatura máxima na região onde se encontra a estrada é 40°C, o espaçamento mínimo entre dois trilhos consecutivos deve ser, aproximadamente, de: a) 0,40 cm b) 0,44 cm c) 0,46 cm d) 0,53 cm 38) A dilatação térmica dos sólidos é um fenômeno importante em diversas aplicações de engenharia, como construções de pontes, prédios e estradas de ferro. Considere o caso dos trilhos de trem serem de aço, cujo coeficiente de dilatação é α = 11 . 10-6 °C-1. Se a 10°C o comprimento de um trilho é de 30m, de quanto aumentaria o seu comprimento se a temperatura aumentasse para 40°C? a) 11 . 10-4 m b) 33 . 10-4 m c) 99 . 10-4 m d) 132 . 10-4 m 39) O gráfico a seguir representa o comprimento L, em função da temperatura θ, de dois fios metálicos finos A e B. Com base nessas informações, é correto afirmar que a) os coeficientes de dilatação lineares dos fios A e B são iguais. b) o coeficiente de dilatação linear do fio B é maior que o do fio A. c) o coeficiente de dilatação linear do fio A é maior que o do fio B. d) os comprimentos dos dois fios em š = 0 são diferentes. 40) Um cientista está à procura de um material que tenha um coeficiente de dilatação alto. O objetivo dele é produzir vigas desse material para utilizá-las como suportes para os telhados das casas. Assim, nos dias muito quentes, as vigas dilatar-se-iam bastante, elevando o telhado e permitindo uma certa circulação de ar pela casa, refrescando o ambiente. Nos dias frios, as vigas encolheriam e o telhado abaixaria, não permitindo a circulação de ar. Após algumas experiências, ele obteve um composto com o qual fez uma barra. Em seguida, o cientista mediu o comprimento L da barra em função da temperatura T e obteve o gráfico a seguir: Lista de dilatação – Rafael Trovão Analisando o gráfico, é correto afirmar que o coeficiente de dilatação linear do material produzido pelo cientista vale: a) α = 2 . 10-5 °C-1. b) α = 3 . 10-3 °C-1. c) α = 4 . 10-4 °C-1. d) α = 6 . 10-4 °C-1. 41) (Espcex) Um estudante de Física, desejando medir o coeficiente de dilatação volumétrico de uma substância líquida, preenche completamente um recipiente de 400 cm3 de volume interno com a referida substância. O conjunto encontra-se inicialmente à temperatura de equilíbrio t1= 10 °C e é aquecido até a temperatura de equilíbrio t2= 90 °C. O coeficiente de dilatação volumétrica do recipiente é 4,0 · 10-5 °C-1 . Sabendo que houve um transbordamento de 20 cm3 dolíquido, o coeficiente de dilatação da substância líquida é de: a) 2,25·10-4 °C-1 b) 5,85·10-4 °C-1 c) 6,25·10-4 °C-1 d) 6,65·10-4 °C-1 e) 1,03·10-3 °C-1 42) (AFA) 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, a) 1,2 ⋅ 10-3 b) 1,6 ⋅ 10-3 c) 2,4 ⋅ 10-3 d) 3,6 ⋅ 10-3 43) (AFA) Em um laboratório de física é proposta 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 colorido, conforme a figura abaixo. O bulbo tem capacidade de 2,0 cm³, o tubo tem área de secção transversal de 1,0⋅10-2 cm² e comprimento de 25 cm. Lista de dilatação – Rafael Trovão No momento da experiência, a temperatura no laboratório é 30 °C, e o bulbo é totalmente preenchido com álcool até a base do tubo. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação do álcool é 11⋅10-4 °C-1 e que o coeficiente de dilatação do vidro utilizado é desprezível 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 44) (AFA) Consultando uma tabela da dilatação térmica dos sólidos verifica-se que o coeficiente de dilatação linear do ferro é 13.10- 6 °C-1. Portanto, pode-se concluir que: a) num dia de verão em que a temperatura variar 20 °C o comprimento de uma barra de ferro de 10,0 m sofrerá uma variação de 2,6 cm. b) o coeficiente de dilatação superficial do ferro é 169 .10-6 °C−1. c) para cada 1 °C de variação de temperatura, o comprimento de uma barra de 1,0 m desse material varia 13.10-6m. d) o coeficiente de dilatação volumétrica do ferro é 39.10-18 °C−1. 45) (AFA) 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. (02) Quando se aquece uma placa metálica que apresenta um orifício, verifica-se que, com a dilatação da placa, a área do orifício aumenta. (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. (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. (05) Sob pressão normal, quando uma massa de água é aquecida de 0 °C até 100 °C sua densidade sempre aumenta. (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. a) 07 b) 10 c) 11 d) 12 46) (EAM) A figura a seguir representa uma lâmina bimetálica composta de duas lâminas de ligas metálicas fixadas entre si: Invar (níquel e ferro) e latão (cobre e zinco). Lista de dilatação – Rafael Trovão Essas lâminas são bastante usadas em disjuntores elétricos e, ao serem aquecidas, encurvam-se com a função de abrir um circuito. Esse encurvamento das lâminas é causado pelo fato de: a) uma ser condutora de calor, e a outra ser isolante. b) uma delas apresentar maior flexibilidade que a outra. c) elas apresentarem resistências elétricas diferentes d) uma ser condutora de eletricidade, e a outra ser isolante. e) elas sofrerem diferentes dilatações térmicas. 47) (EAM) Num certo dia um marinheiro, que trabalhava no refeitório de uma Organização Militar, precisou usar um vidro de azeitonas que estava na geladeira e, ao tentar abri-lo, percebeu que a tampa metálica estava muito presa ao vidro. Então, usando os seus conhecimentos de física, o marinheiro despejou água bem quente na tampa do vidro, que rapidamente pode ser aberto. A atitude do marinheiro foi correta pois: a) o metal por ser bom condutor de calor dilata-se mais que o vidro, quando ambos recebem calor da água quente. b) o vidro sendo mau condutor de calor dilata-se mais que o metal, quando ambos recebem calor da água quente. c) a água quente lubrifica as superfícies em contato (vidro e metal), reduzindo o atrito entre elas. d) a água quente amolece o vidro, permitindo que a tampa se solte mais facilmente. e) a água quente amolece o metal, permitindo que a tampa se solte com mais facilidade. 48) (ENEM) A gasolina é vendida por litro, mas em sua utilização como combustível, a massa é o que importa. 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 comprando 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 por litro, o problema comercial decorrente da dilatação da gasolina estaria resolvido. Destas 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. 49) (ENEM) O quadro oferece os coeficientes de dilatação linear de alguns metais e ligas metálicas: Lista de dilatação – Rafael Trovão Para permitir a ocorrência do fato observado na tirinha, a partir do menor aquecimento do conjunto, o parafuso e a porca devem ser feitos, respectivamente, de: a) aço e níquel. b) alumínio e chumbo. c) platina e chumbo. d) ouro e latão. e) cobre e bronze. Lista de dilatação – Rafael Trovão GABARITO: 01) A 02) C 03) D 04) C 05) C 06) D 07) D 08) A 09) B 10) B 11) D 12) D 13) C 14) B 15) C 16) A 17) C 18) C 19) D 20) D 21) B 22) C 23) A 24) A 25) D 26) C 27) D 28) D 29) C 30) C 31) B 32) A 33) C 34) C 35) D 36) D 37) D 38) C 39) C 40) D 41) D 42) A 43) B 44) C 45) D 46) E 47) A 48) E 49) C