LISTA_FISICA_2020_007

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FÍSICA - AULA 7
1.Para a proteção contra curtos-circuitos em residências são utilizados disjuntores, compostos por duas lâminas de metais diferentes, com suas superfícies soldadas uma à outra, ou seja, uma lâmina bimetálica. Essa lâmina toca o contato elétrico, fechando o circuito e deixando a corrente elétrica passar. Quando da passagem de uma corrente superior à estipulada (limite), a lâmina se curva para um dos lados, afastando-se do contato elétrico e, assim, interrompendo o circuito. Isso ocorre porque os metais da lâmina possuem uma característica física cuja resposta é diferente para a mesma corrente elétrica que passa no circuito. 
A característica física que deve ser observada para a escolha dos dois metais dessa lâmina bimetálica é o coeficiente de
a)dureza.
b)elasticidade.
c)dilatação térmica.
d)compressibilidade.
e)condutividade elétrica.
2.
O quadro oferece os coeficientes de dilatação linear de alguns metais e ligas metálicas:
	Substância
	Aço
	Alumínio
	Bronze
	Chumbo
	Níquel
	Latão
	Ouro
	Platina
	Prata
	Cobre
	Coeficiente de dilatação linear
	1,2
	2,4
	1,8
	2,9
	1,3
	1,8
	1,4
	0,9
	2,4
	1,7
	GREF. Física 2; calor e ondas. São Paulo: Edusp, 1993.
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 Iatão. 
e)cobre e bronze.
3.Durante uma ação de fiscalização em postos de combustíveis, foi encontrado um mecanismo inusitado para enganar o consumidor. Durante o inverno, o responsável por um posto de combustível compra álcool por R$ 0,50/litro, a uma temperatura de 5 °C. Para revender o líquido aos motoristas, instalou um mecanismo na bomba de combustível para aquecê-lo, para que atinja a temperatura de 35 °C, sendo o litro de álcool revendido a R$ 1,60. Diariamente o posto compra 20 mil litros de álcool a 5 ºC e os revende.
Com relação à situação hipotética descrita no texto e dado que o coeficiente de dilatação volumétrica do álcool é de 1×10-3 ºC-1, desprezando-se o custo da energia gasta no aquecimento do combustível, o ganho financeiro que o dono do posto teria obtido devido ao aquecimento do álcool após uma semana de vendas estaria entre 
a)R$ 500,00 e R$ 1.000,00. 
b)R$ 1.050,00 e R$ 1.250,00. 
c)R$ 4.000,00 e R$ 5.000,00. 
d)R$ 6.000,00 e R$ 6.900,00. 
e)R$ 7.000,00 e R$ 7.950,00. 
4.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.
5.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. 
6.Em uma atividade de laboratório, um aluno do IFCE dispõe dos materiais listados na tabela a seguir. Se o professor pediu a ele que selecionasse, dentre as opções, aquele material que possibilita maior dilatação volumétrica para uma mesma variação de temperatura e um mesmo volume inicial, a escolha correta seria
	Material
	
Coeficiente de dilatação linear em 
	Aço 
	
	Alumínio 
	
	Chumbo 
	
	Cobre 
	
	Zinco 
	
a)alumínio. 
b)chumbo. 
c)aço. 
d)cobre. 
e)zinco. 
7.Desertos são locais com temperaturas elevadas, extremamente áridos e de baixaumidade relativa do ar.
O deserto do Saara, por exemplo, apresenta uma elevada amplitude térmica.Suas temperaturaspodem ir de até ao longo de um único dia.
Uma chapa de ferro, cujo coeficiente de dilação linear é igual a é aquecida sendo submetida a uma variação de temperatura, que representa a amplitude térmica do deserto do Saara, no exemplo dado anteriormente.
Considerando sua área inicial igual a o aumento de sua área, em é de 
a)
b)
c)
d)
e)
8.Nos tratamentos dentários deve-se levar em conta a composição dos materiais utilizados nos restaurados, de modo a haver compatibilidade entre estes e a estrutura dos dentes. Mesmo quando ingerimos alimentos muito quentes ou muito frios, espera-se não acontecer tensão excessiva, que poderia até vir a causar rachaduras nos dentes.
Entre as afirmativas a seguir, qual a mais adequada para justificar o fato de que efeitos desagradáveis dessa natureza podem ser evitados quando: 
a)o calor específico do material do qual são compostos os dentes tem um valor bem próximo do calor específico desses materiais.
b)o coeficiente de dilatação do material do qual são compostos os dentes tem um valor bem próximo do coeficiente de dilatação desses materiais.
c)a temperatura do material de que são compostos os dentes tem um valor bem próximo da temperatura desses materiais.
d)a capacidade térmica do material de que são compostos os dentes tem um valor bem próximo da capacidade térmica desses materiais.
e)o calor latente do material de que são compostos os dentes tem um valor bem próximo do calor latente desses materiais.
9.Numa aula de laboratório do curso de Soldagem da FATEC, um dos exercícios era construir um dispositivo eletromecânico utilizando duas lâminas retilíneas de metais distintos, de mesmo comprimento e soldadas entre si, formando o que é chamado de “lâmina bimetálica”.
Para isso, os alunos fixaram de maneira firme uma das extremidades enquanto deixaram a outra livre, conforme a figura.
Considere que ambas as lâminas estão inicialmente sujeitas à mesma temperatura e que a relação entre os coeficientesde dilatação linear seja 
Ao aumentar a temperatura da lâmina bimetálica, é correto afirmar que 
a)a lâmina A e a lâmina B continuam se dilatando de forma retilínea conjuntamente. 
b)a lâmina A se curva para baixo, enquanto a lâmina B se curva para cima. 
c)a lâmina A se curva para cima, enquanto a lâmina B se curva para baixo. 
d)tanto a lâmina A como a lâmina B se curvam para baixo. 
e)tanto a lâmina A como a lâmina B se curvam para cima. 
10.Um cubo regular homogêneo de aresta está inicialmente a O coeficiente de dilatação linear médio do material com que foi fabricado é Aquecendo-se uniformemente o cubo com uma fonte de calor constante durante a temperatura se eleva para A dilatação ocorrida em uma das superfícies do cubo é 
a)
b)
c)
d)
e)
11.A caminho da erradicação da pobreza, para poder contemplar a todos com o direito à habitação, as novas edificações devem ser construídas com o menor custo e demandar cuidados mínimos de manutenção.
Um acontecimento sempre presente em edificações, e que torna necessária a manutenção, é o surgimento de rachaduras. Há muitas formas de surgirem rachaduras como, por exemplo, pela acomodação do terreno ou ocorrência de terremotos. Algumas rachaduras, ainda, ocorrem devido à dilatação térmica.
A dilatação térmica é um fenômeno que depende diretamente do material do qual oobjeto é feito, de suas dimensões originais e da variação de temperatura a que ele é submetido.
Para um objeto como um muro, o acréscimo ou decréscimo da área da superfície do muro é calculado pela expressão:
Em que:
 representa a variação (acréscimo ou diminuição) da área da superfície que o muro apresentará;
 é a área original da superfície do muro, antes de ocorrer a dilatação térmica;
 é uma constante que está relacionada com o material que foi utilizado em sua construção;
 é a variação de temperatura à qual o muro é submetido.
Considere dois muros feitos com o mesmo material, sendo que o menor deles possui uma área de superfície igual a enquanto que o maior tem 
Se o muro menor sofrer uma variação de temperatura de e o maior sofrer uma variação de a variação da área da superfície do muro maior em relação à variação da área da superfície do muro menor, é 
a)quatro vezes menor. 
b)duas vezes menor. 
c)a mesma. 
d)duas vezes maior. 
e)quatro vezes maior. 
12.Uma placa de vidro possui as dimensões de 
quando está à temperatura ambiente. Seu coeficiente de dilatação linear é 
Se a placa sofrer uma variação de temperatura de de quanto será a variação de volume da placa, em 
a)
b)
c)
d)
e)
13.Uma placa de alumínio com um furo circular no centro foi utilizada para testes de dilatação térmica. Em um dos testes realizados, inseriu-se no furo da placa um cilindro maciço de aço. À temperatura ambiente, o cilindro ficou preso à placa, ajustando-se perfeitamente ao furo, conforme ilustra a figura abaixo.
O valor do coeficiente de dilatação do alumínio é, aproximadamente, duas vezes o valor do coeficiente de dilatação térmica do aço. Aquecendo-se o conjunto a é correto afirmar que: 
a)o cilindro de aço ficará ainda mais fixado à placa de alumínio, pois, o diâmetro do furo da placa diminuirá e o diâmetro do cilindro aumentará. 
b)o cilindro de aço soltar-se-á da placa de alumínio, pois, em decorrência do aumento de temperatura, o diâmetro do furo aumentará mais que o diâmetro do cilindro. 
c)não ocorrerá nenhuma mudança, pois, o conjunto foi submetido à mesma variação de temperatura. 
d)o cilindro soltar-se-á da placa porque sofrerá uma dilatação linear e, em função da conservação de massa, ocorrerá uma diminuição no diâmetro do cilindro. 
e)não é possível afirmar o que acontecerá, pois, as dimensões iniciais da placa e do cilindro são desconhecidas.
14.
O gráfico mostra a variação da área lateral de um cilindro metálico em função da temperatura, quando submetido a uma fonte de calor constante. O coeficiente de dilatação volumétrica média do material que constitui o cilindro é 
a)
b)
c)
d)
e)
15.Uma esfera de aço tem volume de em uma temperatura de Este material possui um coeficiente de dilatação linear médio de A esfera é aquecida até 
Nestas condições, a dilatação sofrida pela esfera após o aquecimento, emé 
a)
b)
c)
d)
e)
16.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 em água em equilíbrio térmico com cubos de gelo e encher o copo com água à temperatura ambiente. 
b)colocar água quente (superior à temperatura ambiente) no copo 
c)mergulhar o copo em água gelada (inferior à temperatura ambiente) e deixar o copo sem líquido.
d)encher o copo com água quente (superior à temperatura ambiente) e mergulhar o copo em água gelada (inferior à temperatura ambiente).
e)encher o copo com água gelada (inferior à temperatura ambiente) e mergulhar o copo em água quente (superior à temperatura ambiente).
17.Uma lâmina bimetálica de bronze e ferro, na temperatura ambiente, é fixada por uma de suas extremidades, como visto na figura abaixo. 
Nessa situação, a lâmina está plana e horizontal. A seguir, ela é aquecida por uma chama de gás. Após algum tempo de aquecimento, a forma assumida pela lâmina será mais adequadamente representada pela figura:
Note e adote: 
O coeficiente de dilatação térmica linear do ferro é 
O coeficiente de dilatação térmica linear do bronze é 
Após o aquecimento, a temperatura da lâmina é uniforme. 
a)
b)
c)
d)
e)
18.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.
19.Quando ocorre um impedimento à livre dilatação ou contração de um corpo, surgem forças internas de tensão que podem levá-lo a se romper ou a se deformar. Por isso, há muitas situações do cotidiano em que a dilatação ou contração técnica é “facilitada” para evitar problemas desse tipo. Por exemplo: nas ferrovias, as barras de trilho devem ser assentadas com um espaço entre elas, para permitir a livre dilatação quando a temperatura variar. Se isso não fosse jeito, os trilhos poderiam se entortar, devido àtensão a que ficariam submetidos. 
(Adaptado de JUNIOR. F. R. Os Fundamentos da Física. 8. ed. vol. 2. São Paulo: Moderna. 2003, p. 32) 
Com base nas informações acima, analise a seguinte situação-problema: 
Em geral, os trilhos de uma ferrovia têm um comprimento de e são instalados sobre os dormentes quando a temperatura é de Considere que os trilhos têm um coeficiente linear de Em um dia ensolarado de verão, a temperatura dos trilhos pode atingir Qual deve ser a distância de dilatação mínima entre os trilhos de modo a evitar que as extremidades de dois trilhos consecutivos se juntem e se deformem, podendo ocasionar um acidente?
a)
b)
c)
d)
e)
20.Uma longa ponte foi construيda e instalada com blocos de concreto de 5 m de comprimento a uma temperatura de 20°C em uma regiمo na qual a temperatura varia ao longo do ano entre 10°C e 40°C. O concreto destes blocos tem coeficiente de dilataçمo linear de 10-5°C-1. Nessas condiçُes, qual distância em cm deve ser resguardada entre os blocos na instalaçمo para que, no dia mais quente do verمo, a separaçمo entre eles seja de 1 cm?
a)1,01
b)1,10
c)1,20
d)2,00
e)2,02
21.Duas esferas maciças e homogêneas, X e Y, de mesmo volume e materiais diferentes, estão ambas na mesma temperatura T. Quando ambas são sujeitas a uma mesma variação de temperatura , os volumes de X e Y aumentam de 1% e 5%, respectivamente.
A razão entre os coeficientes de dilatação linear dos materiais de X e Y, é
a)1.
b)1/2.
c)1/4.
d)1/5.
e)1/10.
22.Normalmente encontra-se como invólucro de cigarros, no interior do maço, uma folha que apresenta duas faces: uma de papel comum e outra de alumínio, coladas entre si. Se pegarmos essa folha dupla e a aproximarmos, cuidadosamente, de uma fonte de calor, o que observaremos em relação a dilatação dessa folha?
a)A folha curva-se para o lado do papel.
b)A folha não sofre nenhum tipo de curvatura.
c)A folha curva-se para o lado do alumínio.
d)A folha curva-se ora para o lado do papel, ora para o lado do alumínio.
e)A folha dilata sem sofrer curvatura.
23.Um bloco em forma de cubo possui volume de 400 cm3a 0°C e 400,6 cm3a 100°C. O coeficiente de dilatação linear do material que constitui o bloco, em unidades °C-1, vale
a)4x10-5.
b)3x10-6.
c)2x10-6.
d)1,5x10-5.
e)5x10-6.
24.Uma placa de alumínio (coeficiente de dilatação linear do alumínio com de área a temperatura de foi aquecido à O aumento de área da placa foi de 
a)
b)
c)
d)
e)
25.A tabela abaixo apresenta umarelação 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 condutividade térmica 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.
Questões discursivas
26.A dilatação térmica linear sofrida por um objeto em forma de barra feito de um dado material foi investigada por um estudante, que mediu o comprimentoda barra em função de sua temperatura Os dados foram dispostos no gráfico apresentado a seguir. 
Com base nos dados obtidos nesse gráfico, determine o comprimento final de uma barra feita do mesmo material que a barra utilizada para a obtenção do gráfico acima, tendo comprimento em após sofrer uma variação de temperatura de modo que sua temperatura final seja 
27.A Torre Eiffel, localizada em Paris, na França, é feita de ferro, e quando está a uma temperatura de possui uma altura de Dependendo do ângulo de insolação, um dos lados da torre pode aquecer mais do que o outro, fazendo com que o topo da torre sofra um pequeno desvio de sua posição devido à diferença na dilatação térmica do metal. Para avaliar a diferença de dilatação térmica entre os lados da torre, considere um sistema composto de duas barras de ferro fisicamente separadas de tamanhos iniciais iguais à da Torre quando a Com o aumento da temperatura ambiente, uma das barras aquece a e a outra, por receber a luz solar diretamente, aquece a Sendo assim, ambas as barras sofrerão dilatação linear devido ao aquecimento.
Dado: 
Com base nessas informações e nos conhecimentos sobre calorimetria, responda aos itens a seguir.
a) Construa um diagrama esquemático da situação exposta no enunciado de forma a deixar evidente a incógnita do item b).
b) Encontre o valor da diferença de comprimento entre as barras, quando aquecidas.
Justifique sua resposta, apresentando os cálculos envolvidos na resolução deste item.
28.Fenda na Ponte Rio-Niterói é uma junta de dilatação, diz CCR
De acordo com a CCR, no trecho sobre a Baía de Guanabara, as fendas existem a cada metros, com cerca de de abertura.
oglobo.com, 10/04/2014.
Admita que o material dos blocos que constituem a Ponte Rio-Niterói seja o concreto, cujocoeficiente de dilatação linear é igual a 
Determine a variação necessária de temperatura para que as duas bordas de uma das fendas
citadas na reportagem se unam.
29.O gráfico a seguir representa a variação, em milímetros, do comprimento de uma barra metálica, de tamanho inicial igual a 1 000 m, aquecida em um forno industrial. Qual é o valor do coeficiente de dilatação térmica linear do material de que é feita a barra, em unidades de 10-6/°C?
30.Impossibilitados de medir a longitude em que se encontravam, os navegadores que tomaram parte nas grandes explorações marítimas se viam literalmente perdidos no mar tão logo perdessem contato visual com a terra. Milhares de vidas e a crescente riqueza das nações dependiam de uma solução. (SOBEL, 1997).
A determinação da longitude ao longo de viagens marítimas é feita pela comparação entre a hora local e a hora no porto de origem. Portanto, é necessário que se tenha, no navio, um relógio que seja ajustado antes de zarpar e marque, precisamente, ao longo de toda a viagem, a hora do porto de origem. Os relógios de pêndulo daquela época não serviam a esse propósito, pois o seu funcionamento sofria influência de muitos fatores, inclusive das variações de temperatura, devido à dilatação e à contração da haste do pêndulo.
A longitude pôde finalmente ser determinada através de um relógio, no qual o problema das variações de temperatura foi resolvido com a utilização de tiras de comprimentos diferentes feitas de materiais de coeficientes de dilatação diferentes.
Com base nesse mesmo princípio físico, considere um conjunto formado por duas barras de comprimento L1 = 10,0 cm e L2 = 15,0 cm fixadas em uma das extremidades, inicialmente submetido à temperatura To. Supondo que o conjunto tenha sua temperatura aumentada para T = To + T, determine a relação entre os coeficientes de dilatação linear, 1 e 2, das barras, para a qual a distância D = 5,0 cm não se altera com a variação de temperatura. 
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7
7,310
-
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3
9,010
-
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1
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-
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200C,
°
61
60,010C
--
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61
12010C
--
×°
61
18010C
--
×°
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24010C
--
×°
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61
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--
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3
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20C.
°
51
1,210C.
--
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220C.
°
3
cm,
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A.
B
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B
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1,810C.
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15m
25C.
°
61
1010C.
--
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55C.
°
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2
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0
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°
325m.
15C.
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°
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×
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