fisica 2ºAno do ensino médio proonta

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Disciplina Física carga 6 horária mensal
	Códigos das habilidades
	Objetos de conhecimentos
	(EM13CNT102) Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, com base na análise dos efeitos das variáveis termodinâmicas e da composição dos sistemas naturais e tecnológicos. 
	Termologia – calorimetria - processos de transferência de calor – transformações gasosas – termodinâmica – conforto térmico – efeito estufa 
Escola: Estadual Dom Vunibaldo 
Professor(a):
Nome do estudante:
Período: ( ) Matutino	( ) Vespertino ( ) Noturno 		Turma: 2 º ano _____
Dilatação Térmica
Dilatação Térmica é a variação que ocorre nas dimensões de um corpo quando submetido a uma variação de temperatura. De uma maneira geral, os corpos, sejam eles sólidos, líquidos ou gasosos, aumentam suas dimensões quando aumentam sua temperatura.
Dilatação Térmica dos Sólidos
Um aumento de temperatura faz com que aumente a vibração e o distanciamento entre os átomos que constituem um corpo sólido. Em consequência disso, ocorre um aumento nas suas dimensões. Dependendo da dilatação mais significativa em uma determinada dimensão (comprimento, largura e profundidade), a dilatação dos sólidos é classificada em: linear, superficial e volumétrica.
Dilatação Linear
 (
ΔL
: Variação do comprimento (m ou cm)
L
0
:
 Comprimento inicial (m ou cm)
α
: Coeficiente de dilatação linear (ºC
-1
)
Δθ
: Variação de temperatura (ºC)
)A dilatação linear leva em consideração a dilatação sofrida por um corpo apenas em uma das suas dimensões. É o que acontece, por exemplo, com um fio, em que o seu comprimento é mais relevante do que a sua espessura,Para calcular a dilatação linear utilizamos a seguinte fórmula:
 (
ΔL = L
0
.α.Δθ
)
Dilatação Superficial
A dilatação superficial leva em consideração a dilatação sofrida por uma determinada superfície. É o que acontece, por exemplo, com uma chapa de metal delgada. Para calcular a dilatação superficial utilizamos a seguinte fórmula:
 (
ΔA
: Variação da área (m
2
 ou cm
2
)
A
0
: Área inicial (m
2
 ou cm
2
)
β
: Coeficiente de dilatação superficial (ºC
-1
)
Δθ
: Variação de temperatura (ºC)
)
 (
ΔA = A
0
.β.Δθ
)
 (
β = 2 . α
)Observação: importa destacar que o coeficiente de dilatação superficial (β) é igual a duas vezes o valor do coeficiente de dilatação linear (α), ou seja:
Dilatação Volumétrica
A dilatação volumétrica resulta do aumento no volume de um corpo, o que acontece, por exemplo, com uma barra de ouro. Para calcular a dilatação volumétrica utilizamos a seguinte fórmula:
 (
ΔV
: Variação do volume (m
3
 ou cm
3
)
V
0
: Volume inicial (m
3
 ou cm
3
)
γ
: Coeficiente de dilatação volumétrica (ºC
-1
)
Δθ
: Variação de temperatura (ºC)
)
 (
ΔV = V
0
.γ.Δθ
)
Repare que o coeficiente de dilatação volumétrico (γ) é três vezes maior que coeficiente de dilatação linear (α), ou seja:
 (
γ = 3 . α
)
Coeficientes de Dilatação Linear
A dilatação sofrida por um corpo depende do material que o compõe. Desta forma, no cálculo da dilatação é levado em consideração a substância de que o material é feito, através do coeficiente de dilatação linear (α).
A tabela abaixo indica os diferentes valores que podem assumir o coeficiente de dilatação linear para algumas substâncias:
	Substância
	Coeficiente de Dilatação Linear (ºC-1)
	Porcelana
	3.10-6
	Vidro Comum
	8.10-6
	Platina
	9.10-6
	Aço
	11.10-6
	Concreto
	12.10-6
	Ferro
	12.10-6
	Ouro
	15.10-6
	Cobre
	17.10-6
	Prata
	19.10-6
	Alumínio
	22.10-6
	Zinco
	26.10-6
	Chumbo
	27.10-6
Dilatação Térmica dos Líquidos
Os líquidos, salvo algumas exceções, aumentam de volume quando a sua temperatura aumenta, da mesma forma que os sólidos. Entretanto, devemos lembrar que os líquidos não apresentam forma própria, adquirindo a forma do recipiente que os contém. Por isso, para os líquidos, não faz sentido calcularmos, nem a dilatação linear, nem a superficial, só a volumétrica.
Desta forma, apresentamos abaixo a tabela do coeficiente de dilatação volumétrico de algumas substâncias.
	Líquidos
	Coeficientes de Dilatação Volumétrico (ºC-1)
	Água
	1,3.10-4
	Mercúrio
	1,8.10-4
	Glicerina
	4,9.10-4
	Álcool
	11,2.10-4
	Acetona
	14,93.10-4
ATIVIDADES COMPLEMENTARES
1. A parede de uma cozinha é coberta por azulejos quadrados de dimensões 15 cm x 15 cm. Considere que, em um dia de inverno, a temperatura média seja 10 °C e que, no verão, pode chegar a 35 °C. Considere também que o coeficiente de dilatação superficial do material que constitui o azulejo é B = 4.10-6 °C-1. Calcule:
 a) a área de um azulejo em um dia de inverno;
 b) a variaçao sofrida pela área de um azulejo ao se comparar um dia de inverno com um dia de verão;
 c) a área de um azulejo em um dia de verão. 
2. Um soldador precisa encaixar um pino em um orifício existente em uma placa metálica e, para tanto, o diâmetro do furo deve ser aumentado. Por isso, resolveu aquecer a placa. Explique por que ele tomou essa decisão.
3. (UPE) Uma barra de coeficiente de dilatação α = 5π x 10-4ºC-1, comprimento 2,0 m e temperatura inicial de 25 ºC está presa a uma parede por meio de um suporte de fixação S. A outra extremidade da barra B está posicionada no topo de um disco de raio R = 30 cm. Quando aumentamos lentamente a temperatura da barra até um valor final T, verificamos que o disco sofre um deslocamento angular Δθ = 30º no processo. Observe a figura a seguir:
Supondo que o disco rola sem deslizar e desprezando os efeitos da temperatura sobre o suporte S e também sobre o disco, calcule o valor de T.
4. Uma lâmina bimetálica composta por zinco e aço está fixada em uma parede de forma que a barra de aço permanece virada para cima. O que ocorre quando a lâmina é resfriada?
Dado: αZINCO = 25x10 – 6 °C – 1 , αAÇO = 11x10 – 6 °C – 1
5. Qual deve ser a variação de temperatura aproximada sofrida por uma barra de alumínio para que ela atinja uma dilatação correspondente a 0,2% de seu tamanho inicial?
DADOS: Considere o coeficiente de dilatação do alumínio como 23x10 – 6 °C – 1.
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.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
GOUVEIA, Rosimar. Dilatação Térmica. Toda Matéria. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/dilatacao-termica/.Acessado dia 28de outubro de 2020.
SANTOS, Marco Aurélio da Silva. "Dilatação térmica e calorimetria"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-termica-calorimetria.htm. Acesso em 28 de outubro de 2020.
TEIXEIRA, Mariane Mendes. Dilatação linear. Mundo Educação. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/dilatacao-linear.htm. Acesso em 28 de outubro de 2020.
Válio, Adriana Benetti Marques Ser protagonista : física, 29 ano : ensino médio/ Adriana Benetti Marques Válio [et all; organizadora Edições SM ; obra coletiva concebida, desenvolvida e produzida por Edições SM ; editora responsável Ana Paula Souza Nani. ~ 3. ed. - São Paulo: Edições SM, 2016.- lCoIeção ser protagonista)
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