16 Termometria e Dilatação

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O conjunto de valores numéricos que uma dada temperatura 
pode assumir em um termômetro constitui uma escala 
termométrica. Atualmente, a escala Celsius é a mais 
utilizada; nela, adotou-se os valores 0 para o ponto de fusão 
do gelo e 100 para o ponto de ebulição da água. Existem 
alguns países que usam a escala Fahrenheit, a qual adota 32 
e 212 para os respectivos pontos de gelo e de vapor. 
 
 
 
Certo dia, um jornal europeu informou que, na cidade de 
Porto Seguro, o serviço de meteorologia anunciou, entre a 
temperatura máxima e a mínima, uma variação igual a 36 °F. 
Esta variação de temperatura expressa na escala Celsius é: 
a) 10 °C 
b) 12 °C 
c) 15 °C 
d) 18 °C 
e) 20 °C 
 
Um termoscópio é um dispositivo experimental, como o 
mostrado na figura, capaz de indicar a temperatura a partir 
da variação da altura da coluna de um líquido que existe 
dentro dele. Um aluno verificou que, quando a temperatura 
na qual o termoscópio estava submetido era de 10 oC, ele 
indicava uma altura de 5 mm. Percebeu ainda que, quando a 
altura havia aumentado para 25 mm, a temperatura era de 
15 oC. 
 
 
 
Quando a temperatura for de 20 oC, a altura da coluna de 
líquido, em mm, será de 
a) 25. 
b) 30. 
c) 35. 
d) 40. 
e) 45. 
 
Construiu-se um alarme de temperatura baseado em uma 
coluna de mercúrio e em um sensor de passagem, como 
sugere a figura a seguir. 
 
A altura do sensor óptico (par laser/detetor) em relação ao 
nível, H, pode ser regulada de modo que, à temperatura 
desejada, o mercúrio, subindo pela coluna, impeça a 
chegada de luz ao detetor, disparando o alarme. Calibrou-se 
o termômetro usando os pontos principais da água e um 
termômetro auxiliar, graduado na escala centígrada, de 
modo que a 0 °C a altura da coluna de mercúrio é igual a 
8 cm, enquanto a 100 °C a altura é de 28 cm. A temperatura 
do ambiente monitorado não deve exceder 60 °C. 
O sensor óptico (par laser/detetor) deve, portanto estar a 
uma altura de 
a) H = 20 cm 
b) H = 10 cm 
c) H = 12 cm 
d) H = 6 cm 
e) H = 4 cm 
 
No dia 1 de janeiro de 1997, Chicago amanheceu com 
temperatura de 5 °F. Essa temperatura, na escala Celsius 
corresponde a: 
a) 8 °C 
b) 2 °C 
c) -5 °C 
d) -10 °C 
e) -15 °C 
 
 
O pisca-pisca das lanternas dos automóveis é comandado 
por relés térmicos, conforme esquema da figura abaixo, de 
modo que se fechando o circuito com a chave A, a corrente 
aquece a lâmina bimetálica, provocando, no fim de certo 
tempo, a abertura do circuito pelo afastamento dos contatos 
em C. Observe os materiais disponíveis a seguir: 
 
 
 
Materiais disponíveis Coeficiente de dilatação linear 
Fe 6 110 10 C .   
A 6 124 10 C .   
Cu 6 114 10 C .   
Latão 6 120 10 C .   
Zn 6 126 10 C .   
 
O par de metais componentes de uma lâmina que provoca 
maior afastamento dos contatos com o mesmo aumento de 
temperatura é 
a) metal m = Fe; metal n = Zn. 
b) metal m = Latão; metal n = Al. 
c) metal m = Al; metal n = Cu. 
d) metal m = Latão; metal n = Cu. 
 
Dois copos de vidro iguais, em equilíbrio térmico com a 
temperatura ambiente, foram guardados, um dentro do 
outro, conforme mostra a figura. Uma pessoa, ao tentar 
desencaixá-los, não obteve sucesso. Para separá-los, 
resolveu colocar em prática seus conhecimentos da física 
térmica. 
 
 
 
 
 
De acordo com a física térmica, o único procedimento capaz 
de separá-los é: 
a) mergulhar o copo B em água em equilíbrio térmico com 
cubos de gelo e encher o copo A com água à temperatura 
ambiente. 
b) colocar água quente (superior à temperatura ambiente) 
no copo A. 
c) mergulhar o copo B em água gelada (inferior à 
temperatura ambiente) e deixar o copo A sem líquido. 
d) encher o copo A com água quente (superior à 
temperatura ambiente) e mergulhar o copo B em água 
gelada (inferior à temperatura ambiente). 
e) encher o copo A com água gelada (inferior à temperatura 
ambiente) e mergulhar o copo B em água quente 
(superior à temperatura ambiente). 
 
Quem viaja de carro ou de ônibus pode ver, ao longo das 
estradas, torres de transmissão de energia tais como as da 
figura. 
 
 
 
Olhando mais atentamente, é possível notar que os cabos 
são colocados arqueados ou, como se diz popularmente, 
“fazendo barriga”. 
 
A razão dessa disposição é que 
a) a densidade dos cabos tende a diminuir com o passar dos 
anos. 
b) a condução da eletricidade em alta tensão é facilitada 
desse modo. 
c) o metal usado na fabricação dos cabos é impossível de ser 
esticado. 
d) os cabos, em dias mais frios, podem encolher sem 
derrubar as torres. 
e) os ventos fortes não são capazes de fazer os cabos, assim 
dispostos, balançarem. 
 
 
 
 
Para ilustrar a dilatação dos corpos, um grupo de estudantes 
apresenta, em uma feira de ciências, o instrumento 
esquematizado na figura acima. Nessa montagem, uma 
barra de alumínio com 30 cm de comprimento está apoiada 
sobre dois suportes, tendo uma extremidade presa ao ponto 
inferior do ponteiro indicador e a outra encostada num 
anteparo fixo. O ponteiro pode girar livremente em torno do 
ponto O, sendo que o comprimento de sua parte superior é 
10 cm e, o da inferior, 2 cm. Se a barra de alumínio, 
inicialmente à temperatura de 25 °C, for aquecida a 225 °C, 
o deslocamento da extremidade superior do ponteiro será, 
aproximadamente, de 
Note e adote: 
Coeficiente de dilatação linear do alumínio: 2 x 10-5 °C-1 
a) 1 mm. 
b) 3 mm. 
c) 6 mm. 
d) 12 mm. 
e) 30 mm. 
 
Um frasco de capacidade para 10 litros está completamente 
cheio de glicerina e encontra-se à temperatura de 10 °C. 
Aquecendo-se o frasco com a glicerina até atingir 90 °C, 
observa-se que 352 ml de glicerina transborda do frasco. 
Sabendo-se que o coeficiente de dilatação volumétrica da 
glicerina é 5,0 × 10-4 °C-1, o coeficiente de dilatação linear do 
frasco é, em °C-1 
a) 6,0 × 10-5. 
b) 2,0 × 10-5. 
c) 4,4 × 10-4. 
d) 1,5 × 10-4. 
 
A água, substância fundamental para a vida no Planeta, 
apresenta uma grande quantidade de comportamentos 
anômalos. 
Suponha que um recipiente, feito com um determinado 
material hipotético, se encontre completamente cheio de 
água a 4°C. 
 
De acordo com o gráfico e seus conhecimentos, é correto 
afirmar que 
a) apenas a diminuição de temperatura fará com que a água 
transborde. 
b) tanto o aumento da temperatura quanto sua diminuição 
não provocarão o transbordamento da água. 
c) qualquer variação de temperatura fará com que a água 
transborde. 
d) a água transbordará apenas para temperaturas negativas. 
e) a água não transbordará com um aumento de 
temperatura, somente se o calor específico da substância 
for menor que o da água. 
 
O coeficiente de dilatação térmica do alumínio é, 
aproximadamente, o dobro do coeficiente de dilatação 
térmica do aço. 
A figura mostra duas peças onde um anel feito de um desses 
metais envolve um disco feito do outro metal. À 
temperatura do ambiente, os discos são presos aos anéis. 
 
Se as duas peças forem aquecidas uniformemente, é correto 
afirmar: 
a) apenas o disco de aço se soltará do anel de alumínio. 
b) apenas o disco de alumínio se soltará do anel de aço. 
c) os discos se soltarão dos respectivos anéis. 
d) os discos permanecerão presos sem soltar por maior que 
seja o aumento de temperatura. 
e) os metais entrarão em fusão antes de se soltarem. 
 
O piso de concreto de um corredor de ônibus é constituído 
de secções de 20 m separadas por juntas de dilatação. Sabe-
se que o coeficiente de dilatação linear do concreto é 
12 x10-6 °C-1 e que a variação de temperatura no local pode 
chegar a 50 °C entre o inverno e o verão. Nessas condições, 
a variação máxima de comprimento, em metros, de uma 
dessas secções, devido à dilatação térmica, é 
a) 1,0 x 10-2 
b) 1,2 x 10-2 
c) 2,4 x 10-4d) 4,8 x 10-4 
e) 6,0 x 10-4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
01. E 06. E 11. A 
02. E 07. D 12. B 
03. A 08. C 
04. E 09. B 
05. A 10. C