dilatacao-termica enem

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INTRODUÇÃO À DILATAÇÃO - DENSIDADE E COMPORTAMENTO ANÔMALO DA ÁGUA 
DILATAÇÃO LINEAR E BARRA BIMETÁLICA 
EXERCÍCIOS DE FÍSICA 
1. (G1 - ifsul 2016) Analise cada uma das afirmativas abaixo, indicando, nos parênteses, se é verdadeira ou falsa, de acordo com o 
estudo da Calorimetria. 
 
( ) A temperatura de 104 F corresponde a 40 C. 
( ) A dilatação real de um líquido, quando aquecido, representa a dilatação do frasco mais a dilatação aparente do líquido. 
( ) A transmissão de calor por convecção promove o movimento das camadas de um líquido ou de ar, sendo que as camadas frias 
sobem e as camadas quentes descem, devido à diferença de densidade entre elas. 
( ) A mudança de fase ocorre sempre que,sob pressão constante, uma substância pura receba ou ceda calor, sem que ocorra 
variação de temperatura. 
( ) A dilatação de uma certa massa de gás perfeito, que sofre uma transformação isobárica, faz com que um aumento de 
temperatura sobre esse gás provoque um aumento em seu volume. 
 
A sequência correta, de cima para baixo, é 
a) V - V - F - F - V. 
b) V - V - F - V - V. 
c) V - F - F - V - V. 
d) V - F - V - F - V. 
 
2. (Unesp 2015) 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). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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INTRODUÇÃO À DILATAÇÃO - DENSIDADE E COMPORTAMENTO ANÔMALO DA ÁGUA 
DILATAÇÃO LINEAR E BARRA BIMETÁLICA 
EXERCÍCIOS DE FÍSICA 
3. (Pucrs 2015) Num laboratório, um grupo de alunos registrou o comprimento L de uma barra metálica, à medida que sua 
temperatura T aumentava, obtendo o gráfico abaixo: 
 
 
 
Pela análise do gráfico, o valor do coeficiente de dilatação do metal é 
a) 5 11,05 10 C  
b) 5 11,14 10 C  
c) 5 11,18 10 C  
d) 5 11,22 10 C  
e) 5 11,25 10 C  
 
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: 
Considere os dados abaixo para resolver a(s) questão(ões), quando for necessário. 
 
Constantes físicas 
Aceleração da gravidade próximo à superfície da Terra: 2g 10m s 
Aceleração da gravidade próximo à superfície da Lua: 2g 1,6m s 
Densidade da água: 31,0g cmρ  
Velocidade da luz no vácuo: c 3,0 108m s  
Constante da lei de Coulomb: 9 2 20k 9,0 10 N m C   
 
 
4. (Cefet MG 2015) A FIG. 1(a) mostra como duas barras de materiais diferentes estão fixas entre si e a um suporte e a FIG. 1(b) 
mostra essas mesmas barras, após terem sofrido uma variação de temperatura T.Δ 
 
 
 
Sabendo-se que os coeficientes médios de expansão linear dessas barras são 1α e 2,α é correto afirmar que 
a) Se 1 2,α α então T 0.Δ  
b) Se 1 2,α α então T 0.Δ  
c) Se 1 2,α α então T 0.Δ  
d) T 0,Δ  independentemente de 1α e 2.α 
e) T 0,Δ  independentemente de 1α e 2.α 
 
 
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INTRODUÇÃO À DILATAÇÃO - DENSIDADE E COMPORTAMENTO ANÔMALO DA ÁGUA 
DILATAÇÃO LINEAR E BARRA BIMETÁLICA 
EXERCÍCIOS DE FÍSICA 
5. (G1 - cps 2014) 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. 
 
6. (Pucrs 2010) As variações de volume de certa quantidade de água e do volume interno de um recipiente em função da 
temperatura foram medidas separadamente e estão representadas no gráfico abaixo, respectivamente, pela linha contínua (água) e 
pela linha tracejada (recipiente). 
 
 
 
Estudantes, analisando os dados apresentados no gráfico, e supondo que a água seja colocada dentro do recipiente, fizeram as 
seguintes previsões: 
 
I. O recipiente estará completamente cheio de água, sem haver derramamento, apenas quando a temperatura for 4ºC. 
 
II. A água transbordará apenas se sua temperatura e a do recipiente assumirem simultaneamente valores acima de 4ºC. 
 
III. A água transbordará se sua temperatura e a do recipiente assumirem simultaneamente valores acima de 4ºC ou se assumirem 
simultaneamente valores abaixo de 4ºC. 
 
 
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INTRODUÇÃO À DILATAÇÃO - DENSIDADE E COMPORTAMENTO ANÔMALO DA ÁGUA 
DILATAÇÃO LINEAR E BARRA BIMETÁLICA 
EXERCÍCIOS DE FÍSICA 
 
A(s) afirmativa(s) correta(s) é/são: 
a) I, apenas. 
b) I e II, apenas. 
c) I e III, apenas. 
d) II e III, apenas. 
e) I, II e III. 
 
7. (Enem cancelado 2009) De maneira geral, se a temperatura de um líquido comum aumenta, ele sofre dilatação. O mesmo não 
ocorre com a água, se ela estiver a uma temperatura próxima a de seu ponto de congelamento. O gráfico mostra como o volume 
específico (inverso da densidade) da água varia em função da temperatura, com uma aproximação na região entre 0ºC e 10ºC, ou 
seja, nas proximidades do ponto de congelamento da água. 
 
 
 
A partir do gráfico, é correto concluir que o volume ocupado por certa massa de água 
a) diminui em menos de 3% ao se resfriar de 100ºC a 0ºC. 
b) aumenta em mais de 0,4% ao se resfriar de 4ºC a 0ºC. 
c) diminui em menos de 0,04% ao se aquecer de 0ºC a 4ºC. 
d) aumenta em mais de 4% ao se aquecer de 4ºC a 9ºC. 
e) aumenta em menos de 3% ao se aquecer de 0ºC a 100ºC. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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DILATAÇÃO SUPERFICIAL E ORIFÍCIOS 
EXERCÍCIOS DE FÍSICA 
8. (Uern 2015) A tabela a seguir apresenta os coeficientes de dilatação linear de alguns metais: 
 
Metais Coeficiente de dilatação linear 1( C ) 
ferro 612 10 
cobre 617 10 
alumínio 622 10 
zinco 626 10 
 
Uma placa de metal de área 21m a 20 C é aquecida até atingir 100 C apresentando uma variação de 235,2cm em sua área. O 
metal que constitui essa placa é o 
a) ferro. 
b) cobre. 
c) zinco. 
d) alumínio. 
 
9. (Mackenzie 2010) Uma placa de alumínio (coeficiente de dilatação linear do alumínio = 2.10-5 ºC-1), com 2,4 m2 de área à 
temperatura de – 20 ºC, foi aquecido à 176 ºF. O aumento de área da placa foi de 
a) 24 cm2 
b) 48 cm2 
c) 96 cm2 
d) 120 cm2 
e) 144 cm2 
 
10. (Udesc 2010) A tabela abaixo apresenta uma relação de substâncias e os seus respectivos valores de coeficiente de dilatação 
linear e condutividade térmica, ambos medidos à temperatura de 20 °C. 
 
Substância Coeficiente de Dilatação 
Linear (10-6 ºC-1) 
Condutividade Térmica 
(W / mK)) 
Gelo 51 2 
Chumbo 29 35 
Alumínio 24 240 
Cobre 17 400 
Concreto 12 0,8 
Vidro Comum 9 0,7 
 
Assinale a alternativa correta, tomando como base as informações acima. 
a) Barras do mesmo comprimento dos metais listados na tabela sofrerão dilatações iguais, quando submetidas a uma variação de 
temperatura de 20 °C. 
b) A condutividadetérmica das substâncias permanece constante, independentemente da temperatura em que estas se encontram. 
c) Substâncias que possuem maior condutividade térmica também apresentam maiores coeficientes de dilatação. 
d) Dentre as substâncias listadas na tabela, o cobre é a melhor opção para fazer isolamentos térmicos. 
e) Duas chapas de dimensões iguais, uma de alumínio e outra de concreto, são submetidas à mesma variação de temperatura. 
 Constata-se então que a variação de dilatação superficial da chapa de alumínio é duas vezes maior que a da chapa de concreto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA 
EXERCÍCIOS DE FÍSICA 
11. (G1 - cps 2007) Um corpo sólido, quando aquecido, sofre alterações em suas dimensões devido à expansão de seus espaços 
interatômicos. Quando a temperatura desse corpo se eleva, aumenta a agitação atômica e, como consequência, há o aumento da 
distância média entre os átomos. A esse fenômeno denominamos dilatação térmica. 
Segundo relatório elaborado por cientistas da ONU sobre o aquecimento global, até o final deste século as temperaturas 
atmosféricas subirão de 1,8 °C a 4 °C. 
Isso significa que a maior parte dos corpos sólidos do planeta sofrerá alterações em 
a) sua massa. 
b) seu volume. 
c) seu calor latente. 
d) seu calor específico. 
e) sua capacidade térmica. 
 
12. (Ita 2002) Um pequeno tanque, completamente preenchido com 20,0ℓ de gasolina a 0°F, é logo a seguir transferido para uma 
garagem mantida à temperatura de 70°F. Sendo ã=0,0012°C-1 o coeficiente de expansão volumétrica da gasolina, a alternativa que 
melhor expressa o volume de gasolina que vazará em consequência do seu aquecimento até a temperatura da garagem é 
a) 0,507ℓ 
b) 0,940ℓ 
c) 1,68ℓ 
d) 5,07ℓ 
e) 0,17ℓ 
 
13. (Mackenzie 1999) No estudo dos materiais utilizados para a restauração de dentes, os cientistas pesquisam entre outras 
características o coeficiente de dilatação térmica. Se utilizarmos um material de coeficiente de dilatação térmica inadequado, 
poderemos provocar sérias lesões ao dente, como uma trinca ou até mesmo sua quebra. Neste caso, para que a restauração seja 
considerada ideal, o coeficiente de dilatação volumétrica do material de restauração deverá ser: 
a) igual ao coeficiente de dilatação volumétrica do dente. 
b) maior que o coeficiente de dilatação volumétrica do dente, se o paciente se alimenta predominantemente com alimentos muito 
frios. 
c) menor que o coeficiente de dilatação volumétrica do dente, se o paciente se alimenta predominantemente com alimentos muito 
frios. 
d) maior que o coeficiente de dilatação volumétrica do dente, se o paciente se alimenta predominantemente com alimentos muito 
quentes. 
e) menor que o coeficiente de dilatação volumétrica do dente, se o paciente se alimenta predominantemente com alimentos muito 
quentes. 
 
14. (Ufrgs 2000) O diagrama a seguir representa, em unidades arbitrárias, o coeficiente de dilatação volumétrica (ã) de um certo 
material, como função da temperatura absoluta (T). Em todo o intervalo de temperaturas mostrado no gráfico, o material 
permanece sólido. 
 
Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas do parágrafo a seguir. 
 
 
 
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DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA 
EXERCÍCIOS DE FÍSICA 
Quando a temperatura aumenta de T1 para T2, o volume de um objeto feito com este material ........; na região de temperaturas 
maiores do que T2 o volume desse objeto .......... quando aumenta a temperatura. 
a) aumenta - aumenta 
b) aumenta - permanece constante 
c) aumenta - diminui 
d) diminui - aumenta 
e) diminui - permanece constante 
 
15. (Ufes 1999) Duas substâncias A e B têm seus gráficos de densidade × temperatura representados a seguir. As substâncias são 
colocadas a 4°C em garrafas de vidro distintas, ocupando todo o volume das garrafas. Considere o coeficiente de dilatação do vidro 
das garrafas muito menor que o das substâncias A e B. As garrafas são, então, fechadas e colocadas em um refrigerador a 0°C. Após 
um longo período de tempo, pode-se dizer que 
 
a) a garrafa de A se quebra e a de B não. 
b) a garrafa de B se quebra e a de A não. 
c) as garrafas de A e B se quebram. 
d) as garrafas de A e B não se quebram. 
e) os dados fornecidos não são suficientes para se chegar a uma conclusão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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GABARITO 
 
1. B 
[V] C C CF C
32 104 32 72
 40 C.
5 9 5 9 5 9
θ θ θθ
θ
 
        
 
[V] Quando o líquido aquece o frasco também aquece. Então, a dilatação real é maior do que a aparente. 
 
[F] A transmissão de calor por convecção promove o movimento das camadas de um líquido ou de ar, sendo que as 
camadas frias descem e as camadas quentes sobem, devido à diferença de densidade entre elas. 
 
[V] De acordo com as leis específicas, a temperatura de mudança de fase de uma substância é constante para cada 
pressão. Todo calor recebido ou cedido nessa transformação é usado para mudança de fase. 
 
[V] O aumento de temperatura provoca aumento na energia cinética média as moléculas. Para que não haja aumento de 
pressão, o gás expande aumentando o volume. 
 
2. E 
Enchendo o copo A com água gelada ele sofre contração e mergulhando o copo B em água quente ele sofre dilatação, 
criando uma folga entre eles, possibilitando a separação. 
 
3. E 
 
4
0
0
5 1
L 801 800 1
L L T 0,125 10 
L T 800 110 100 80.000
1,25 10 C .
Δ
Δ αΔ α
Δ
α

 

       

  
 
4. C 
Pelas ilustrações do enunciado, é fácil notar que a barra 1 dilatou mais que a barra 2. Se a dilatação linear é dada por, 
0L L TΔ α Δ   
 
Como 0L e TΔ são iguais para as duas barras, então: 
1 2α α 
 
E como o tamanho aumentou  T 0.Δ  
 
5. D 
Nos dias frios, o comprimento dos fios diminui devido à contração térmica, daí a necessidade de deixar uma folga entre 
cada duas torres, o que forma a barriga. 
 
6. C 
Analisando o gráfico, notamos que o volume da água e o volume do recipiente são iguais apenas a 4°C. Portanto, se a água 
é colocada no recipiente a 4 °C, ela não transbordará. Em qualquer outra temperatura, acima ou abaixo desse valor, o 
volume da água é maior que o volume interno do recipiente e, então, a água transbordará. A palavra apenas elimina a 
afirmativa II. 
 
7. C 
Analisando o gráfico, notamos que o volume específico diminui de 0 °C até 4°C, aumentando a partir dessa temperatura. 
Aproximando os valores lidos no gráfico, constatamos uma redução de 1,00015 cm3/g para 1,00000 cm3/g de 0 °C a 4 °C, 
ou seja, de 0,00015 cm3/g. Isso representa uma redução percentual de 0,015%, o que é menos que 0,04 %. 
 
 
 
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GABARITO 
 
8. D 
Sabendo que a dilatação superficial de uma placa é dada por 
oA A TΔ β Δ   
 
Na qual β é o coeficiente de dilatação superficial que é igual a 2 vezes o coeficiente de dilatação linear ( ).α Assim, 
 
     
o
4
4
6 1
A A T
35,2 10 1 2 80
35,2 10
160
22 10 C
Δ β Δ
α
α
α


 
  
    


  
 
 
Desta fora, analisando a tabela fornecida, fica claro que a placa é feita de alumínio. 
 
9. C 
Dados:  = 2  10
-5 ºC–1; A0 = 2,4 m
2; T0 = –20°C; T = 176 °F. 
 
Usando a equação de conversão de °F para °C: 
 
C CF
C
T TT 32 176 32
 T 80 C.
5 9 5 9
 
      
 
Aplicando a expressão da dilatação superficial: 
     5 3 20 0 C 0
2
A A T A 2 T T 2,4 2 2 10 80 20 9,6 10 m 
A 96 cm .
                 
 
 
 
10. E 
A = A0 2 T. Como o alumínio apresenta o dobro do coeficiente de dilatação em relação ao concreto, sua dilatação 
superficial também é o dobro. 
 
11. B 
O aumento de temperatura corresponderá um respectivo aumento no volume dos corpos . 
 
12. B 
ΔV = V0. γ. Δθ 
ΔV = 20. 0,0012 .( 21,1-(17,8)) 
ΔV = 0,933 ~ 0,940L 
 
13. APara não haver danos aos dente , o material de constituição da restauração deverá ter o mesmo coeficiente de dilatação 
volumétrica do dente , caso contrário haverá diferentes formas de contração e dilatação , podendo causar danos ao dente 
do paciente . 
 
14. E 
Analisando a expressão ΔV = V0. γ. Δθ 
E pelo Gráfico melhor opção letra E 
 
15. A 
No intervalo de temperatura mencionado percebe-se uma diminuição considerável NA DENSIDADE DO recipiente A 
Ocasionando em um aumento em seu volume podendo causar um rompimento no recipiente de vidro .