Exercícios de Dilatação Térmica

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Aula 4
	
 
		
	
		1.
		Durante a construção de uma linha férrea, sabe-se que deve haver um espaço entre as barras de ferro de um trilho para que haja dilatação térmica sem comprometer o segurança dos usuários e qualidade dos trilhos. Qual deve ser este espaçamento, sabendo-se que cada barra de ferro possui 10 metros e que a variação térmica é de no máximo 80°C. Sabendo que o coeficiente de dilatação SUPERFICIAL é 12.10-6 ºC-1.
	
	
	
	19,2 mm
	
	
	24,0 mm
	
	
	8,0 mm
	
	
	9,6 mm
	
	
	12,0 mm
	
Explicação:
Usando o coeficiente de dilatação linear que é a metade do superficial temos:
delta_L = L0. alfa.delta_T
delta_L = 10. 6.10-6 . 80
delta_L = 0,0048m
 para duas barras de ferro, pois os dois trilhos consecutivos esquentaram igualmente
delta_L = 2.0,0048 = 0,0096m= 9,6mm
	
	
	
	 
		
	
		2.
		O vidro pirex apresenta maior resistência ao choque térmico do que o vidro comum porque:
	
	
	
	tem baixo coeficiente de dilatação térmica.
	
	
	tem alto coeficiente de dilatação térmica.
	
	
	tem alto calor específico.
	
	
	é mais maleável que o vidro comum.
	
	
	possui alto coeficiente de rigidez.
	
Explicação:
O coeficiente de dilatação térmica determina o quanto o material irá dilatar (ou contrair) em uma determinada variação de temperatura, o caso so vidro pirex sua dilatação é pequena (logo sua contranção também) , para evitar que o material trinque. Então podemos afirmar que a alternativa correta é "tem baixo coeficiente de dilatação térmica.".
	
	
	
	 
		
	
		3.
		Um viajante, ao desembarcar no aeroporto de Londres, observou que o valor da temperatura do ambiente na escala Fahrenheit é o quíntuplo do valor da temperatura na escala Celsius. Essa temperatura é de:
	
	
	
	5°C
	
	
	20°C
	
	
	15°C
	
	
	10°C
	
	
	25°C
	
Explicação:
(TF - 32) / 9 = TC / 5 
O exercícios nos imforma que TF = 5.TC
(TF - 32) / 9 = TC / 5 
( 5.TC- 32) / 9 = TC / 5 
( 5.TC- 32) . 5 = 9. TC 
25.TC - 160 = 9.TC
16.TC = 160
TC = 10ºC
	
	
	
	 
		
	
		4.
		Uma peça de zinco é constituída a partir de uma chapa quadrada de zinco com lados 30cm, da qual foi retirado um pedaço de área 500cm². Elevando-se de 50°C a temperatura da peça restante, qual será sua área final em centímetros quadrados? (Dado ).
	
	
	
	401
	
	
	397
	
	
	302
	
	
	384
	
	
	205 
	
Explicação:
sendo alfa = 2,5.10-5 ºC-1 (coeficiente de dilatação linear), então beta = = 5.10-5 ºC-1 (coeficiente de dilatação superficial)
delta_A = A0. beta. delta_T   onde A é área
área total é 302 = 900cm2
área restante é 900-500 = 400 cm2
logo A0 =  400 cm2
delta_A = A0. beta. delta_T 
delta_A = 400. 5.10-5. 50 =  1 cm2 de variação da área, logo a área final será 400 + 1 = 401 cm2
	
	
	
	 
		
	
		5.
		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 para 200ºC, a lâmina:
	
	
	
	Curvará para frente
	
	
	curvará para a direita
	
	
	Continuará na vertical
	
	
	curvará para a esquerda
	
	
	curvará para trás
	
Explicação:
Se o coeficiente de dilatação do metal A é menor que o metal B, podemos afirma que o metal A irá dilatar menos que o metal B, logo o lado do metal A será menor que o metal B, com isso podemos afirmar que "curvará para a esquerda".
	
	
	
	 
		
	
		6.
		Dois fios metálicos A e B, feitos de materiais diferentes, possuem mesmo comprimento e temperatura iniciais. Quando a temperatura aumenta para um valor T, os comprimentos de A e B aumentam 2% e 6%, respectivamente. Determine a razão aproximada entre o coeficiente de dilatação do fio A pelo coeficiente do fio B.
	
	
	
	0,25
	
	
	0,22
	
	
	0,18
	
	
	0,58
	
	
	0,33
	
Explicação:
delta_L = L0.alfa.delta_T
para o fio A
2% do valor de L0= L0.alfaA.T
0,02.L0= L0.alfaA.T
alfaA=0,02 / T
 
para o fio B
6% do valor de L0= L0.alfaB.T
0,06.L0= L0.alfaB.T
alfaB=0,06 / T
DIVIDINDO alfaA/alfaB , temos:
alfaA/alfaB = (0,02 / T) / (0,06 / T) = 0,33
	
	
	
	 
		
	
		7.
		Numa viagem ao Estados Unidos, um brasileiro olhou a previsão do tempo que dizia que a temperatura mínima do dia seguinte estava prevista para ser de 41 ºF e a temperatura máxima de 68 ºF. A variação de temperatura na escala Celsius (ºC) é:
	
	
	
	10 ºC
	
	
	15 ºC
	
	
	2,7 ºC
	
	
	12 ºC
	
	
	20 ºC
	
Explicação:
delta_F / 9 = delta_C / 5
(68-41) / 9 = delta_C / 5
delta_C = 15ºC