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DILATAÇÃO DE CORPOS
Quando um corpo sofre um aumento de temperatura, as 
moléculas que o compõem ficam mais agitadas (aumento da energia 
interna), aumentando a distância média entre as mesmas. Se sofrer 
uma diminuição de temperatura, a distância entre as moléculas 
diminui, sofrendo contração.
Os efeitos associados a esse fenômeno geralmente não são 
percebidos por nós, mas são levados em consideração na hora de 
montar uma ferrovia, por exemplo. As barras dos trilhos ferroviários 
são feitas com um espaçamento para não envergarem com o aumento 
da temperatura, ou retraírem com a sua queda.
O estudo da dilatação é dividido em três partes: 
Quando uma das dimensões é muito maior que as demais, a 
dilatação ocorre praticamente apenas em uma dimensão, chamada 
de dilatação linear (o exemplo das barras dos trilhos está dentro desse 
tipo de dilatação).
Quando duas dimensões são bem maiores que a outra, a 
dilatação ocorrerá quase que totalmente nessas dimensões, chamada 
de dilatação superficial (uma chapa de metal, ao ser aquecida, se 
expande bidimensionalmente).
Observação
Alguns exercícios exploram uma situação que envolve uma chapa 
metálica com um buraco em seu interior. Nesses casos, quando a 
chapa dilata, o buraco se expande também. A dilatação do buraco 
ocorre da mesma forma que a chapa dilata. É como se o buraco 
fosse preenchido pelo mesmo material que constitui a chapa.
Quando estamos falando de um líquido/gás, a dilatação 
será volumétrica, ou seja, nas três dimensões. Em sólidos cujos 
comprimentos das três dimensões são próximos/iguais, também 
ocorrerá a dilatação volumétrica.
Cada material se expande de maneira única. Dizemos que cada 
elemento tem o seu próprio coeficiente de dilatação. Geralmente, 
quando falamos de sólidos, iremos usar metais nos problemas, já que, 
nesse tipo de material, ocorre uma boa condução de calor, sendo, 
então, melhor observado o fenômeno. Outro fator importante para 
medirmos o quanto dilatará certo material é o seu comprimento/
área/volume inicial. Quanto maior for, maior será sua dilatação. Por 
exemplo, um pedaço de ferro de 1 cm crescerá menos que outro de 1 
m, se submetidos a mesma variação de temperatura. O último fator a 
ser analisado justamente é a variação de temperatura. Quanto maior 
a variação, maior será a alteração da(s) dimensão(ões) do material.
DILATAÇÃO LINEAR
0
dL L
dL L dT dT In T
L L
 
= α ∴ = α ∴ = α∆ 
 ∫ ∫
Então:
L = L0e
α∆T
Onde L é o comprimento final, L0 o inicial, α é o coeficiente de 
dilatação linear do material e ∆T é a variação de temperatura que o 
material foi submetido.
Expandindo usando série de Taylor:
2 3
x x x xe 1 ..., x
1! 2! 3!
= + + + + − ∞ < < ∞
Logo:
Para α ≤ 10–3°C–1, podemos pegar até o 2º termo, para boa 
aproximação:
T Te 1
1!
α∆ α∆= +
Chegamos na equação de dilatação linear:
L = L0(1+ α∆T)
Ou:
∆L = L0α∆T
Exercício Resolvido
01. Uma régua de 1 m feita de alumínio, cujo coeficiente de 
dilatação linear vale 25.10-6 °C-1, sofre um aumento de 70 °C. Qual 
foi a dilatação sofrida?
Resolução:
Como a régua apresenta uma dimensão bem superior as demais, 
trata-se de uma dilatação linear. E como o coeficiente é menor que 
10-3 °C-1, podemos usar a aproximação acima:
L = L0(1+ α∆T)
L = L0 + L0α∆T
∴ ∆L = L0α∆T =
1,25 ⋅ 10-6 70 = 1,75 ⋅ 10-3 m ou 1,75 mm
Note que a dilatação é muito pequena (0,175%).
DILATAÇÃO SUPERFICIAL
Imagine que temos uma chapa metálica retangular a x b. Como a 
dilatação ocorrerá nas duas dimensões, usando a aproximação acima, 
teremos:
a’ ⋅ b’ = a ⋅ b (1 + α∆T)2 ∴ A = A0 (1+ α∆T)
2
Onde A é a área final e A0 a área inicial.
Usando a expansão de uma soma:
( ) ( )
2
n n n 1 xnx
1 x 1 ...
1! 2!
−
+ = + + +
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DILATAÇÃO DE CORPOS
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Quando x << 1 , podemos pegar até o 2º termo:
A = A0 (1 + α∆T)
2 ∴ A = A0 (1+ α∆T)
Ou:
A = A0 (1 + β∆T)
O que podemos escrever como:
∆A = A02α∆T
Onde β = 2α, chamado de coeficiente de dilatação superficial.
Exercício Resolvido
02. Uma chapa quadrada de 20 cm de lado de alumínio sofreu 
um aquecimento de 600K. Qual a dilatação superficial sofrida pela 
chapa?
Resolução:
Como
β = 2α, β =
2 ⋅ 25 ⋅ 10-6 ⋅ 600 =
12 cm2 ⋅ 25 ⋅ 10-6°C-1 e ∆T = 600K = 600 °C
A = A0 (1 + β∆T)
∴∆A = A0β∆T
202 ⋅ 2 ⋅ 25 ⋅ 10-6 ⋅ 600 = 12 cm²
Uma variação percentual de 3% (com um aumento de 600K!).
DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA
Para estudarmos essa última etapa, vamos imaginar um barril de 
alumínio contendo 10.000 litros de água. Vamos considerar que ele 
está completamente cheio. Entre 6 h e 14 h, sofreu uma variação de 
10 °C. O que deve acontecer com o sistema?
Bom, tanto o barril quanto a água irão dilatar. Seguindo o mesmo 
raciocínio utilizado nos outros tipos de dilatação, conseguimos chegar 
na relação abaixo:
V = V0(1 + γ∆T)
Ou:
∆V = V03α∆T
Onde γ = 3α, chamado de coeficiente dilatação volumétrico.
Vamos ver, então, qual foi a dilatação do barril:
∆V = 104 ⋅ 3 ⋅ 25 ⋅ 10-6 ⋅10 = 7,5 L
Para sabermos a dilatação da água temos que saber o seu 
coeficiente de dilatação (no caso de líquidos/gases, não é necessário 
dizer coeficiente de dilatação volumétrico, seria um pleonasmo).
γágua = 1,3 ⋅ 10
-4 oC-1
Então:
∆V = 104 ⋅ 1,3 ⋅ 10-4 ⋅ 10 = 13 L
A partir dessas respostas, podemos concluir que 5,5 L de água 
vazaram pelo barril.
EXERCÍCIOS DE
FIXAÇÃO
01. 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 (α) EM °C-1
Aço 1,1 · 10-5
Alumínio 2,4 · 10-5
Chumbo 2,9 · 10-5
Cobre 1,7 · 10-5
Zinco 2,6 · 10-5
a) alumínio.
b) chumbo.
c) aço.
d) cobre.
e) zinco.
02. 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 comprimento L da barra em função de sua temperatura T. Os 
dados foram dispostos no gráfico apresentado a seguir.
Com base nos dados obtidos nesse gráfico, determine o comprimento 
final Lf de uma barra feita do mesmo material que a barra utilizada 
para a obtenção do gráfico acima, tendo comprimento L0 = 3,00 m 
em T0 = 20 °C, após sofrer uma variação de temperatura de modo que 
sua temperatura final seja Tf = 70° C.
03. Um copo de vidro de 50 g de massa possui 100 g de água que 
o preenche até a “boca”. O sistema encontra-se inicialmente em 
equilíbrio térmico a uma temperatura de 4 °C. O gráfico mostra como 
se comporta o volume do vidro e da água em função da temperatura. 
De acordo com o comportamento anômalo da água ou analisando o 
gráfico concluimos que o nível de água no copo irá
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DILATAÇÃO DE CORPOS
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a) diminuir, se a temperatura do sistema diminuir.
b) diminuir, independentemente de a temperatura do sistema 
aumentar ou diminuir.
c) transbordar, independentemente de a temperatura do sistema 
aumentar ou diminuir.
d) transbordar, somente se a temperatura do sistema aumentar.
04. Um pesquisador, investigando propriedades ligadas à dilatação 
de materiais, fez experimentos envolvendo dois materiais (X e Y), que 
foram aquecidos numa dada faixa de temperatura enquanto seus 
volumes foram medidos. Sabe-se que ele usou a mesma quantidade 
de massa para os materiais, sendo que o material X é líquido e o Y é 
sólido. O pesquisador construiu, então, o gráfico a seguir, no qual são 
apresentadas as curvas de volume (V) em função da temperatura (T) 
para os materiais X (linha cheia) e Y (linha pontilhada).
Com relação ao assunto, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) 
as seguintes afirmativas:
( ) Os dois materiais têm mesma densidade em T = 0 °C.
( ) À medida que a temperatura aumenta, o material Y se contrai até 
T = 10 °C, e somente a partir dessa temperatura passa a dilatar-se. 
( ) Em T = 5 °C, um objeto maciçofeito do material Y, se for colocado 
dentro de um recipiente contendo o material X, afunda quando 
sujeito apenas a forças gravitacionais e a forças exercidas pelo 
material X.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para 
baixo.
a) V – F – V.
b) F – V – F.
c) V – V – F.
d) F – F – V.
e) V – V – V.
05. Um aparelho eletrônico mal desenhado tem dois parafusos presos 
a partes diferentes que quase se tocam em seu interior, como mostra 
a figura abaixo.
Os parafusos de aço e latão têm potenciais elétricos diferentes 
e, caso se toquem, haverá um curto-circuito, danificando o aparelho. 
O intervalo inicial entre as pontas dos parafusos é de 5 µm a 27 
°C. Suponha que a distância entre as paredes do aparelho não seja 
afetada pela mudança na temperatura. Considere, para a resolução, 
os seguintes dados: αlatão = 19 x 10-6 °C-1; αaço = 11 x 10-6 °C-1; 1µm 
= 10-6 m.
Nessas condições, a temperatura em que os parafusos se tocarão é de 
a) 34,0 °C.
b) 32,0 °C.
c) 34,4 °C.
d) 7,4 °C.
06. Um estudante mede o comprimento de uma haste de cobre 
com uma trena de aço a 20,0 °C e encontra 95,0 cm. Suponha que, 
ao realizar nova medida, a haste de cobre e a trena estejam a uma 
temperatura de -15,0 °C.
Dados:
Coeficiente de dilatação superficial do cobre: 34,0 x 10-6 °C-1;
Coeficiente de dilatação volumétrica do aço: 33,0 x 10-6 °C-1.
Considerando as condições e os dados informados no enunciado, o 
valor da medida encontrada pelo estudante será
a) 0,9503 m.
b) 0,9301 m.
c) 0,9497 m.
d) 0,9603 m.
07. Um cubo regular homogêneo de aresta 20,0 cm está inicialmente 
a 20,0 °C. O coeficiente de dilatação linear médio do material com 
que foi fabricado é 2,00 · 10-5 °C-1 Aquecendo-se uniformemente o 
cubo com uma fonte de calor constante durante 50,0 s, a temperatura 
se eleva para 120,0 °C. A dilatação ocorrida em uma das superfícies 
do cubo é
a) 4,00 · 10-1 cm² 
b) 8,00 · 10-1 cm² 
c) 12,0 · 10-1 cm² 
d) 16,0 · 10-1 cm² 
e) 20,0 · 10-1 cm²
08. Uma placa de vidro possui as dimensões de 1,0 m x 1,0 m x 1,0 
cm quando está à temperatura ambiente. Seu coeficiente de dilatação 
linear é 9 x 10-6 °C-1.
Se a placa sofrer uma variação de temperatura de 10 °C, de quanto 
será a variação de volume da placa, em cm³?
a) 7,3 x 10-11 
b) 7,3 x 10-7 
c) 9,0 x 10-3 
d) 9,0 x 10-1 
e) 2,7
09. Consultando uma tabela da dilatação térmica dos sólidos verifica-
se que o coeficiente de dilatação linear do ferro é 13 · 10-6 °C-1. 
Portanto, pode-se concluir que
Se necessário, use:
aceleração da gravidade: g = 10 m/s²
densidade da água: d = 1,0 kg/L
calor específico da água: c = 1 cal/g °C
1 cal = 4 J
constante eletrostática: k = 9,0 · 109 N · m²/C²
constante universal dos gases perfeitos: R = 8 J / mol · K 
a) num dia de verão em que a temperatura variar 20 °C o 
comprimento de uma barra de ferro de 10,0 m sofrerá uma 
variação de 2,6 cm.
b) o coeficiente de dilatação superficial do ferro é 169 · 10-6 °C-1.
c) para cada 1 °C de variação de temperatura, o comprimento de 
uma barra de 1,0 m desse material varia 13 · 10-6 m.
d) o coeficiente de dilatação volumétrica do ferro é 39 · 10-18 °C-1.
10. Certo metal possui um coeficiente de dilatação linear α. Uma 
barra fina deste metal, de comprimento L0, sofre uma dilatação para 
uma dada variação de temperatura ∆T. Para uma chapa quadrada fina 
de lado L0 e para um cubo também de lado L0, desse mesmo metal, se 
a variação de temperatura for 2∆T, o número de vezes que aumentou 
a variação da área e do volume, da chapa e do cubo, respectivamente, 
é:
a) 4 e 6
b) 2 e 2
c) 2 e 6
d) 4 e 9
e) 2 e 8
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DILATAÇÃO DE CORPOS
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EXERCÍCIOS DE
TREINAMENTO
Na(s) questão(ões) a seguir, quando necessário, use:
- Aceleração da gravidade: g = 10 m/s²;
- sen 19° = cos 71° = 0,3; 
- sen 71° = cos 19° = 0,9; 
- Velocidade da luz no vácuo: c = 3,0 · 108 m/s;
- Constante de Planck: h = 6,6 · 10-34 J·s; 
- 1eV = 1,6 · 10-19 J; 
- Potencial elétrico no infinito: zero.
01. Considere dois tubos cilíndricos (1 e 2), verticais, idênticos e feitos 
do mesmo material, contendo um mesmo líquido em equilíbrio até a 
altura de 50,0 cm, conforme figura a seguir.
As temperaturas nos dois tubos são inicialmente iguais e de valor 35 
°C. O tubo 1 é resfriado até 0 °C, enquanto o tubo 2 é aquecido até 70 
°C, e a altura do líquido em cada tubo passa a ser o valor indicado na 
figura. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação térmica dos tubos 
é desprezível quando comparado com o do líquido, o coeficiente de 
dilatação volumétrica do líquido, considerado constante, é, em °C-1,
a) 1,2 · 10-3 
b) 1,6 · 10-3 
c) 2,4 · 10-3 
d) 3,6 · 10-3 
02. Em um laboratório de física é proposta uma experiência onde 
os alunos deverão construir um termômetro, o qual deverá ser 
constituído de um bulbo, um tubo muito fino e uniforme, ambos de 
vidro, além de álcool colorido, conforme a figura abaixo.
O bulbo tem capacidade de 2,0 cm³, o tubo tem área de secção 
transversal de 1,0 · 10-2 cm² e comprimento de 25 cm.
No momento da experiência, a 
temperatura no laboratório é 30 °C, e o 
bulbo é totalmente preenchido com álcool 
até a base do tubo. Sabendo-se que o 
coeficiente de dilatação do álcool é 11 · 
10-4 °C-1 e que o coeficiente de dilatação do 
vidro utilizado é desprezível comparado ao 
do álcool, a altura h, em cm, atingida pelo 
líquido no tubo, quando o termômetro for 
utilizado em um experimento a 80 °C, é
a) 5,50 
b) 11,0 
c) 16,5 
d) 22,0 
03. (EEAR) Um copo de vidro está completamente cheio com 250 
cm3 de óleo a 20ºC. O volume transbordado, em cm3, quando a 
temperatura do conjunto passa a 120ºC, vale
Dados:
Coeficiente de dilatação linear (α) do vidro = 12 x 10- 6 ºC- 1
Coeficiente de dilatação volumétrico (γ) do óleo = 500 x 10- 6 ºC1
a) 11,6
b) 23,2
c) 24,4
d) 48,8
04. Um cidadão parou às 22 h em um posto de combustível para 
encher o tanque de seu caminhão com óleo diesel. Neste horário, as 
condições climáticas eram tais que um termômetro, bem calibrado 
fixado em uma das paredes do posto, marcava uma temperatura de 
10 °C. Assim que acabou de encher o tanque de seu veículo, percebeu 
o marcador de combustível no nível máximo. Descansou no mesmo 
posto até às 10 h do dia seguinte quando o termômetro do posto 
registrava a temperatura de 30 °C. Observou, no momento da saída, 
que o marcador de combustível já não estava marcando nível máximo.
Qual afirmação justifica melhor, do ponto de vista da física, o que 
aconteceu? Desconsidere a possibilidade de vazamento do combustível.
a) O calor faz com que o diesel sofra contração.
b) O aumento da temperatura afeta apenas o tanque de combustível.
c) O tanque de combustível tem coeficiente de dilatação maior que 
o próprio combustível.
d) O tanque metálico de combustível é um isolante térmico, não 
permitindo o aquecimento e dilatação do diesel.
05. Consultando uma tabela da dilatação térmica dos sólidos verifica-
se que o coeficiente de dilatação linear do ferro é 13 · 10-6 °C-1. 
Portanto, pode-se concluir que
Se necessário, use:
aceleração da gravidade: g = 10 m/s²
densidade da água: d = 1,0 kg/L
calor específico da água: c = 1 cal/g°C
1 cal = 4 J
constante eletrostática: k = 9,0 · 109 N·m²/C²
constante universal dos gases perfeitos: R = 8 J/mol·L 
a) num dia de verão em que a temperatura variar 20 °C o 
comprimento de uma barra de ferro de 10,0 m sofrerá uma 
variação de 2,6 cm.
b) o coeficiente de dilatação superficial do ferro é 169 · 10-6 °C-1.
c) para cada 1 °C de variação de temperatura, o comprimento de 
uma barra de 1,0 m desse material varia 13 · 10-6 m.
d) o coeficiente de dilatação volumétrica do ferro é 39 · 10-18 °C-1.
06. Com relação à dilatação dos sólidos e líquidos isotrópicos, analise 
as proposições a seguir e dê como resposta a soma dos números 
associados às afirmações corretas.
(01) Um recipiente com dilatação desprezível contém certa massa 
de água na temperatura de 1 °C, quando é, então, aquecido 
lentamente, sofrendo uma variação detemperatura de 6 °C. 
Nesse caso, o volume da água primeiro aumenta e depois diminui.
(02) Quando se aquece uma placa metálica que apresenta um orifício, 
verifica-se que, com a dilatação da placa, a área do orifício 
aumenta.
(03) Quando um frasco completamente cheio de líquido é aquecido, 
este transborda um pouco. O volume de líquido transbordado 
mede a dilatação absoluta do líquido.
(04) O vidro pirex apresenta maior resistência ao choque térmico do 
que o vidro comum porque tem menor coeficiente de dilatação 
térmica do que o vidro comum.
(05) Sob pressão normal, quando uma massa de água é aquecida de 0 
°C até 100 °C sua densidade sempre aumenta.
(06) Ao se elevar a temperatura de um sistema constituído por três 
barras retas e idênticas de ferro interligadas de modo a formarem 
um triângulo isósceles, os ângulos internos desse triângulo não se 
alteram.
a) 07.
b) 10.
c) 11.
d) 12.
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DILATAÇÃO DE CORPOS
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07. Um corpo homogêneo e maciço de massa M e coeficiente de 
dilatação volumétrica constante γ é imerso inicialmente em um líquido 
também homogêneo à temperatura de 0 °C, e é equilibrado por uma 
massa m1 através de uma balança hidrostática, como mostra a figura 
abaixo.
Quando necessário, use:
g = 10 m/s²
sen 37° = 0,6
cos 37° = 0,8
Levando o sistema formado pelo corpo imerso e o líquido até uma 
nova temperatura de equilíbrio térmico x, a nova condição de 
equilíbrio da balança hidrostática é atingida com uma massa igual a 
m2, na ausência de quaisquer resistências.
Nessas condições, o coeficiente de dilatação volumétrica real do 
líquido pode ser determinado por
a) 2 1 1
2 2
m m 1 M m
M m x M m
   − −
+ γ   − −   
b) 1 2 2
1 1
m m 1 m m
M m x M m
   − −
+ γ   − −   
c) 1 2 1
2 2
M m 1 m m
M m x M m
   − −
+ γ   − −   
d) 2 1 2
1 1
M m 1 m m
M m x M m
   − −
+ γ   − −   
08. No gráfico a seguir, está representado o comprimento L de duas 
barras A e B em função da temperatura θ.
Sabendo-se que as retas que representam os comprimentos da barra 
A e da barra B são paralelas, pode-se afirmar que a razão entre o 
coeficiente de dilatação linear da barra A e o da barra B é 
a) 0,25.
b) 0,50.
c) 1,00.
d) 2,00.
09. Uma barra metálica de 1 m de comprimento é submetida a um 
processo de aquecimento e sofre uma variação de temperatura. O 
gráfico abaixo representa a variação ∆ℓ, em mm, no comprimento da 
barra, em função da variação de temperatura ∆T, em °C.
Qual é o valor do coeficiente de dilatação térmica linear do material de 
que é feita a barra, em unidades 10-6/°C?
a) 0,2 
b) 2,0 
c) 5,0 
d) 20 
e) 50 
10. A figura representa duas barras metálicas, A e B, de espessura 
e largura desprezíveis, que apresentam, à temperatura inicial θ0, 
comprimentos iniciais L0 e 2 · L0, respectivamente.
Quando essas barras sofreram uma mesma variação de temperatura 
∆θ, devido à dilatação térmica, elas passaram a medir LA e LB. Sendo 
αA e αB os coeficientes de dilatação térmica linear de A e B, se αA = 2 
· αB, então
a) LB – LA < 0
b) LB – LA = LA
c) LB – LA = L0
d) LB – LA > L0
e) LB – LA < L0 
11. Dois cilindros retos idênticos, um de cobre (coeficiente de dilatação 
linear igual a 1,7 x 10-5 °C-1) e outro de ferro (coeficiente de dilatação 
linear igual a 1,2 x 10-5 °C-1), têm, a 0 °C, volumes iguais a 8,0 x 10² 
cm³ e diâmetros das bases iguais a 10 cm.
a) Determine o aumento do volume do cilindro de ferro, em cm³, 
quando a temperatura varia de 0 °C para 100 °C. 
b) A qual temperatura, em 0 °C, a diferença entre as medidas dos 
diâmetros dos dois cilindros será de 2,0 x 10-3 cm?
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DILATAÇÃO DE CORPOS
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12. Quando a temperatura de uma substância se eleva, suas moléculas 
ou átomos passam, em média, a oscilar mais rapidamente e tendem a 
se afastar uns dos outros, resultando em uma dilatação da substância. 
Com poucas exceções, todas as formas de matéria normalmente 
se dilatam quando são aquecidas e contraem-se quando resfriadas. 
A variação das dimensões das substâncias depende da variação da 
temperatura, da sua dimensão inicial e do coeficiente de dilatação 
do material com o qual são feitas. A tabela a seguir mostra alguns 
exemplos de materiais, com seus respectivos coeficientes de dilatação 
linear. Abaixo, o gráfico representa a variação no comprimento de três 
barras metálicas (A, B e C) em função do aumento da temperatura.
SUBSTÂNCIA
COEFICIENTE DE DILATAÇÃO 
LINEAR (× 10-6 °C-1)
Chumbo 27
Alumínio 22
Ouro 15
Concreto 12
Platina 9
Vidro pirex 3,2
Quartzo 0,6
Tabela: Coeficiente de dilatação linear de alguns materiais. 
[adaptada] Fonte: TORRES, C. M. A. et al. Física: Ciência e 
Tecnologia. Volume único. São Paulo: Moderna, 2001.
Com base na tabela e no gráfico sobre a dilatação linear apresentados 
acima, analise as afirmativas a seguir e assinale a soma da(s) 
proposição(ões) CORRETA(S), considerando que o aquecimento das 
barras é uniforme em todo o seu comprimento e que o comprimento 
inicial de cada barra é igual a 12,5 m. 
01) O coeficiente de dilatação linear da barra C é maior que o 
coeficiente de dilatação linear da barra B. 
02) O coeficiente de dilatação linear da barra A é maior que o 
coeficiente de dilatação linear da barra B. 
04) A barra B é de alumínio e a barra C é de platina.
08) A barra B é de alumínio e a barra C é de chumbo.
16) A barra A é de alumínio e a barra B é de platina.
13. Duas barras metálicas representadas por (A) e (B) possuem 
comprimentos iniciais L0A e L0B, coeficientes de dilatação lineares αA e 
αB e sofreram variações de temperatura ∆TA e ∆TB, respectivamente. 
Sabendo que L0A = 5 · L0B, αB = 8 · αA e ∆TA = 2 · ∆TB, podemos 
escrever que a razão entre as variações de comprimento ∆LA e ∆LB, ou 
seja, ∆LA/∆LB vale
a) 0,25 
b) 0,50 
c) 0,80 
d) 1,25 
e) 1,50 
14. Uma chapa retangular, de lados 20 cm e 10 cm, feita de um 
material cujo coeficiente de dilatação linear é igual a 22 x 10-6 °C-1, 
tem um furo circular no seu centro, cujo diâmetro é 5 cm, à 25 °C. Se 
a chapa for aquecida até 125 °C, afirma-se que a área do furo
a) diminui e que o diâmetro passa a ser 4,985 cm.
b) não se altera e que o diâmetro continua sendo 5,000 cm.
c) aumenta e que o diâmetro passa a ser 5,011 cm.
d) diminui e que o diâmetro passa a ser 4,890 cm.
15. Considere um recipiente de vidro com certo volume de mercúrio, 
ambos em equilíbrio térmico numa dada temperatura θ0, conforme 
mostra a figura a seguir.
O conjunto, recipiente de vidro e mercúrio, é colocado num forno à 
temperatura θ, com θ > θ0. 
Sejam os coeficientes de dilatação volumétrica do vidro e do mercúrio 
iguais, respectivamente, a 1,2 · 10-5 °C-1 e 1,8 · 10-4 °C-1.
De quantas vezes o volume do recipiente 
deve ser maior que o volume inicial de 
mercúrio, para que o volume vazio 
do recipiente permaneça constante a 
qualquer temperatura?
a) 11 
b) 12 
c) 13 
d) 14 
e) 15 
16. Neste sábado, começa a maior, mais famosa e mais esperada 
competição do ciclismo mundial, o Tour de France. (...) Do dia 2 ao dia 
24 de julho, os ciclistas vão encarar as grandes montanhas francesas e 
as mais belas paisagens em busca da tão sonhada camisa amarela. (...) 
Serão vinte e duas etapas – nove planas, uma de alta montanha, nove 
de montanha e duas de relógio individual – e 3.519 km percorridos ao 
longo de todo o território francês, uma média de 167,5 km pedalados 
por dia.
Fonte: http://espn.uol.com.br/noticia/610082_equipes-favoritos- 
camisas-e-curiosidades-saiba-tudo-sobre-o-tour-de-france-2016. 
Acessado em 15 de julho de 2016. (Adaptado)
Ao longo dessa competição, um ciclista viaja por diversos locais, onde 
ele e sua bicicleta experimentam as mais diferentes temperaturas. 
Desejando um melhor desempenho aerodinâmico na prova, um atleta 
analisa o comportamento geométrico dos raios (barras cilíndricas 
maciças) disponíveis para instalar nas rodas de sua bicicleta, com a 
variação de temperatura. Em seu experimento, dois raios de alumínio,A e B, de comprimentos L e 2L e diâmetros 4r e 2r, respectivamente, 
são aquecidos até a mesma temperatura, a partir de uma mesma 
temperatura inicial.
A razão entre o aumento de volume do raio A com respeito ao raio 
do tipo B é
a) 1:1 
b) 1:2 
c) 2:1 
d) 1:4 
e) 4:1 
195
DILATAÇÃO DE CORPOS
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17. Duas barras metálicas, X e Y, mesmo comprimento (I) em 
temperatura ambiente T0, são aquecidas uniformemente até uma 
temperatura T. Os materiais das barras têm coeficientes de dilatação 
linear, respectivamente αX e aY, que são positivos e podem ser 
considerados constantes no intervalo de temperatura ∆T = T – T0.
Na figura abaixo, a reta tracejada X representa o acréscimo relativo ∆/ 
no comprimento da barra X, em função da variação da temperatura.
Sabendo que αY = 2αX, assinale a alternativa que indica a reta que 
melhor representa o acréscimo ∆/ no comprimento da barra Y, em 
função da variação da temperatura.
a) 1 
b) 2 
c) 3 
d) 4 
e) 5 
18. Certo metal possui um coeficiente de dilatação linear α. Uma 
barra fina deste metal, de comprimento L0, sofre uma dilatação para 
uma dada variação de temperatura ∆T. Para uma chapa quadrada fina 
de lado L0 e para um cubo também de lado L0, desse mesmo metal, se 
a variação de temperatura for 2∆T, o número de vezes que aumentou 
a variação da área e do volume, da chapa e do cubo, respectivamente, 
é:
a) 4 e 6
b) 2 e 2
c) 2 e 6
d) 4 e 9
e) 2 e 8
19. Uma esfera oca metálica tem raio interno de 10 cm e raio externo 
de 12 cm a 15°C. Sendo o coeficiente de dilatação linear desse metal 
2,3 x 10-5 (°C)-1, assinale a alternativa que mais se aproxima da variação 
do volume da cavidade interna em cm3 quando a temperatura sobe 
para 40 °C.
Considere π = 3.
a) 0,2
b) 2,2
c) 5,0
d) 15
e) 15,2
20. Duas chapas circulares A e B de áreas iguais a uma temperatura 
inicial de 20°C foram colocadas no interior de um forno cuja 
temperatura era de 170 °C. Sendo a chapa A de alumínio e a chapa B 
de ferro e a diferença entre suas áreas no instante em que atingiram 
o equilíbrio térmico com o forno igual a 2,7π cm², então o raio inicial 
das chapas no instante em que foram colocadas no forno era de
(Considere: αA = 22 · 10-6 °C-1; αFe = 12 · 10-6 °C-1)
a) 25 cm.
b) 30 cm.
c) 35 cm.
d) 40 cm.
21. Duas barras de materiais diferentes A e B têm o mesmo 
comprimento a 20°C. Colocando-se a barra A num refrigerador e a 
barra B num forno, elas atingem, respectivamente as temperaturas 
de -10°C e 200°C, passando a apresentar uma diferença de 0,06 cm 
nos seus comprimentos. Sendo os coeficientes de dilatação linear dos 
materiais de A e B, respectivamente iguais a 22 · 10-6 ° C-1 e 3 · 10-6 ° 
C-1, então o comprimento inicial das barras a 20°C é
a) 30 cm.
b) 60 cm.
c) 50 cm.
d) 40 cm.
22. Um recipiente cilíndrico, de vidro, de 500 ml está completamente 
cheio de mercúrio, a temperatura de 22 ºC. Esse conjunto foi colocado 
em um freezer a -18 ºC e, após atingir o equilíbrio térmico, verificou-
se um
Dados - Constantes físicas:
Coeficiente de dilatação linear do vidro: αv = 1,0 · 10-5 °C-1.
Coeficiente de dilatação volumétrica do mercúrio: γHg = 0,20 · 10-3 
°C-1.
Constante da lei de Coulomb (para o vácuo): K0 = 9,0 · 10
9 N·m²/C².
a) transbordamento de 3,4 ml de mercúrio.
b) transbordamento de 3,8 ml de mercúrio.
c) espaço vazio de 3,4 ml no recipiente.
d) espaço vazio de 3,8 ml no recipiente.
23.
Uma placa metálica quadrada é dobrada de modo a formar um 
cilindro (sem fundo e sem tampa), como ilustrado.
O volume no interior desse cilindro é 18 litros. Ao ter sua temperatura 
aumentada de 40 °C, a placa dilata de forma que sua área aumenta 
de 72 mm². Considerando-se π = 3, o coeficiente de dilatação linear 
do material do qual a placa é constituída vale, em °C-1,
a) 5,0 · 10-6 
b) 2,5 · 10-6
c) 5,0 · 10-7 
d) 2,5 · 10-7 
e) 5,0 · 10-8 
24. Deseja-se acoplar um eixo cilíndrico a uma roda com um orifício 
circular. Entretanto, como a área da seção transversal do eixo é 2,0 % 
maior que a do orifício, decide-se resfriar o eixo e aquecer a roda. O 
eixo e a roda estão inicialmente à temperatura de 30 °C. Resfriando-
se o eixo para -20 °C, calcule o acréscimo mínimo de temperatura 
da roda para que seja possível fazer o acoplamento. O eixo e a roda 
são de alumínio, que tem coeficiente de dilatação superficial de 5,0 
× 10–5 °C–1.
25. Nos últimos anos temos sido alertados sobre o aquecimento 
global. Estima-se que, mantendo-se as atuais taxas de aquecimento 
do planeta, haverá uma elevação do nível do mar causada, inclusive, 
pela expansão térmica, causando inundação em algumas regiões 
costeiras. Supondo, hipoteticamente, os oceanos como sistemas 
fechados e considerando que o coeficiente de dilatação volumétrica 
da água é aproximadamente 2 x 10-4 ºC-1 e que a profundidade média 
dos oceanos é de 4 km, um aquecimento global de 1 ºC elevaria o 
nível do mar, devido à expansão térmica, em, aproximadamente,
a) 0,3 m.
b) 0,5 m.
c) 0,8 m.
d) 1,1 m.
e) 1,7 m.
196
DILATAÇÃO DE CORPOS
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EXERCÍCIOS DE
COMBATE
01. Quando necessário, use:
- Aceleração da gravidade: g = 10 m/s²;
- sen 19° = cos 71° = 0,3;
- sen 71° = cos 19° = 0,9;
- Velocidade da luz no vácuo: c = 3,0 ⋅ 108 m/s;
- Constante de Planck: h = 6,6 ⋅ 10-34 J⋅s;
- 1eV = 1,6 ⋅ 10-19 J;
- Potencial elétrico no infinito: zero.
(EPCAR (AFA) 2018) Considere dois tubos cilíndricos (1 e 2), verticais, 
idênticos e feitos do mesmo material, contendo um mesmo líquido em 
equilíbrio até a altura de 50,0 cm, conforme figura a seguir.
As temperaturas nos dois tubos são inicialmente iguais e de valor 35 
°C. O tubo 1 é resfriado até 0 °C, enquanto o tubo 2 é aquecido até 70 
°C, e a altura do líquido em cada tubo passa a ser o valor indicado na 
figura. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação térmica dos tubos 
é desprezível quando comparado com o do líquido, o coeficiente de 
dilatação volumétrica do líquido, considerado constante, é, em °C-1.
a) 1,2 ⋅ 10-3
b) 1,6 ⋅ 10-3
c) 2,4 ⋅ 10-3
d) 3,6 ⋅ 10-3
02. (MACKENZIE 2003) Duas barras metálicas, de diferentes materiais, 
apresentam o mesmo comprimento a 0 °C. Ao serem aquecidas, à 
temperatura de 100 °C, a diferença entre seus comprimentos passa 
a ser de 1 mm. Sendo 2,2 10-5 °C-1 o coeficiente de dilatação linear 
do material de uma barra e 1,7 10-5 °C-1 o do material da outra, o 
comprimento dessas barras a 0 °C era:
a) 0,2 m
b) 0,8 m
c) 1,0 m
d) 1,5 m
e) 2,0 m
03. PUC-PR 2017) Considere um recipiente de vidro com certo volume 
de mercúrio, ambos em equilíbrio térmico numa dada temperatura θ0, 
conforme mostra a figura a seguir.
O conjunto, recipiente de vidro e mercúrio, é colocado num forno 
à temperatura θ com θ > θ0. Sejam os coeficientes de dilatação 
volumétrica do vidro e do mercúrio iguais, respectivamente, a 1,2 ⋅ 
10-5 °C-1 e 1,8 ⋅ 10-4 °C-1.
De quantas vezes o volume do recipiente 
deve ser maior que o volume inicial de 
mercúrio, para que o volume vazio do 
recipiente permaneça constante a qualquer 
temperatura? 
a) 11
b) 12
c) 13
d) 14
e) 15
04. (MACKENZIE 2001) Uma placa de aço (coeficiente de dilatação 
linear = 1,0.10-5 °C-1) tem o formato de um quadrado de 1,5 m de 
lado e encontra-se a uma temperatura de 10 °C. Nessa temperatura, 
retira-se um pedaço da placa com formato de um disco de 20 cm 
de diâmetro e aquece-se, em seguida, apenas a placa furada, até a 
temperatura de 510 °C. Recolocando-se o disco, mantido a 10 °C, 
no “furo” da placa a 510 °C, verifica-se uma folga, correspondente a 
uma coroa circular de área: 
a) 1,57 cm2
b) 3,14 cm2
c) 6,3 cm2
d) 12,6 cm2
e) 15,7 cm2
05. (FUVEST 2014) 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 1,2 × 10-5 °C-1.
O coeficiente de dilatação térmica linear do bronze é 1,8 × 10-5 °C-1.
Após o aquecimento, a temperatura da lâmina é uniforme. 
a) 
b) 
c) 
d) 
e) 
06. (MACKENZIE 1996) Uma barra metálica, ao variar sua temperatura 
de 80 °C, aumenta seu comprimento de 0,16%. O coeficiente de 
dilatação volumétrico do material dessa barra é:
a) 6 . 10-5 °C-1
b) 5 . 10-5 °C-1
c) 4 . 10-5 °C-1
d) 3 . 10-5 °C-1
e) 2 . 10-5 °C-1
07. (IME 2016)
197
DILATAÇÃO DE CORPOS
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Um êmbolo está conectado a uma haste, a qual está fixada a uma 
parede. A haste é aquecida, recebendo uma energia de 400 J. A 
haste se dilata, movimentando o êmbolo que comprime um gás 
ideal, confinado no reservatório, representado na figura. O gás é 
comprimido isotermicamente.
Dados:
- pressão final do gás: Pf;
- pressão inicial do gás: Pi;
- capacidade térmica da haste: 4 J/K;
- coeficiente de dilatação térmica linear da haste: 0,000001K-1
Diante do exposto, o valor da expressão: if
f
P P
P
− é
a) 0,01
b) 0,001
c) 0,0001
d) 0,00001
e) 0,000001
08. (IFSUL 2017) Uma chapa retangular, de lados 20 cm e 10 cm, feita 
de um material cujo coeficiente de dilatação linear é igual a 22 × 10-6 
°C-1, tem um furo circular no seu centro, cujo diâmetro é 5 cm, à 25 
°C. Se a chapa for aquecida até 125 °C, afirma-se que a área do furo
a) diminui e que o diâmetro passa a ser 4,985 cm.
b) não se altera e que o diâmetro continua sendo 5,000 cm.
c) aumenta e que o diâmetro passa a ser 5,011 cm.
d) diminui e que o diâmetro passa a ser 4,890 cm.
09. (EPCAR (AFA) 2017) Em um laboratório de física é proposta uma 
experiência onde os alunos deverão construir um termômetro, o qual 
deverá ser constituído de um bulbo, um tubo muito fino e uniforme, 
ambos de vidro, além de álcool colorido, conforme a figura abaixo.
O bulbo tem capacidade de 2,0 cm³, o tubo 
tem área de secção transversal de 1,0 ⋅ 10-2 
cm² e comprimento de 25 cm.
No momento da experiência, a temperatura 
no laboratório é 30 °C, e o bulbo é totalmente 
preenchido com álcool até a base do tubo. 
Sabendo-se que o coeficiente de dilatação 
do álcool é 11 ⋅ 10-4 °C-1 e que o coeficiente 
de dilatação do vidro utilizado é desprezível 
comparado ao do álcool, a altura h, em cm, 
atingida pelo líquido no tubo, quando o termômetro for utilizado em 
um experimento a 80 °C é
a) 5,50
b) 11,0
c) 16,5
d) 22,0
10. (MACKENZIE 1999) Se uma haste de prata varia seu comprimento 
de acordo com o gráfico dado, o coeficiente de dilatação linear desse 
material vale:
a) 4,0 . 10-5 °C-1
b) 3,0 . 10-5 °C-1
c) 2,0 . 10-5 °C-1
d) 1,5 . 10-5 °C-1
e) 1,0 . 10-5 °C-1
DESAFIO PRO
1 Uma barra de coeficiente de dilatação α = 5π x 10-4 °C-1, comprimento 2,0 m e temperatura inicial de 25 °C 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 ∆θ = 30° 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.
a) 50 °C
b) 75 °C
c) 125 °C
d) 300 °C
e) 325 °C
2 Têm-se atribuído o avanço dos oceanos sobre a costa terrestre ao aquecimento global. Um modelo para estimar 
a contribuição da dilatação térmica é considerar apenas 
a dilatação superficial da água dos oceanos, onde toda a 
superfície terrestre está agrupada numa calota de área igual 
a 25% da superfície do planeta e o restante é ocupada pelos 
oceanos, conforme ilustra a figura.
De acordo com o exposto, calcule a variação de temperatura dos 
oceanos responsável por um avanço médio de L = 6,4 m sobre 
superfície terrestre.
3 Um quadro quadrado de lado ℓ e massa m, feito de um material de coeficiente de dilatação superficial α, e 
pendurado no pino O por uma corda inextensível, de massa 
desprezível, com as extremidades fixadas no meio das arestas 
laterais do quadro, conforme a figura. A força de tração máxima 
que a corda pode suportar é F. A seguir, o quadro e submetido 
a uma variação de temperatura ∆T, dilatando. Considerando 
desprezível a variação no comprimento da corda devida à 
dilatação, podemos afirmar que o comprimento mínimo da 
198
DILATAÇÃO DE CORPOS
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corda para que o quadro possa ser pendurado com segurança 
é dado por
a) 
β∆2 F T
mg
b) 
+ β∆2 F(1 T
mg
c) 
+ β∆
−

2 2 2
2 F(1 T)
4F m g )
d) + β∆
−
2 F (1 T)
(2F mg)
e) + β∆
−
 2 2 2
(1 T)
2 F
(4F m g )
4 Uma esfera de aço de massa m = 0,20 kg a 200°C é colocada sobre um bloco de gelo a 0°C, e ambos são encerrados em 
um recipiente termicamente isolado. Depois de algum tempo, 
verifica-se que parte do gelo se fundiu e o sistema atinge o 
equilíbrio térmico.
Dados:
coeficiente de dilatação linear do aço: α = 11 × 10-6 °C-1;
calor específico do aço: c = 450 J/(kg°C);
calor latente de fusão do gelo: L = 3,3 × 105 J/kg.
a) Qual a redução percentual do volume da esfera em relação 
ao seu volume inicial?
b) Supondo que todo calor perdido pela esfera tenha sido 
absorvido pelo gelo, qual a massa de água obtida?
5 Uma rampa para saltos de asa-delta é construída de acordo com o esquema que se segue. A pilastra de sustentação II 
tem, a 0 °C, comprimento três vezes maior do que a I.
Os coeficientes de dilatação de I e II são, respectivamente, α1 e 
α2.
Para que a rampa mantenha a mesma inclinação a qualquer 
temperatura, é necessário que a relação entre α1 e α2 seja:
a) α1 = α2
b) α1 = 2α2
c) α1 = 3α2
d) α2 = 3α1
e) α2 = 2α1
GABARITO
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO
01. B
02. Lf = 3,03 m
03. C
04. A
05. C
06. C
07. D
08. E
09. C
10. B
EXERCÍCIOS DE TREINAMENTO
01. A
02. B
03. A
04. C
05. C
06. D
07. A
08. D
09. D
10. C
11. a) ∆V = 2,88 cm³
b) ∆T = 40 °C
12. SOMA:16
13. D
14. C
15. E
16. C
17. C
18. B
19. C
20. B
21. C
22. C
23. B
24. ∆T = 349°C
25. C
EXERCÍCIOS DE COMBATE
01. A
02. E
03. E
04. B
05. D
06. A
07. C
08. C
09. B
10. C
DESAFIO PRO
01. C
02. T = 4,3 x 10-3°C
03. E
04. a) 6,6%
b) m ≅ 0,0055 kg
05. C
ANOTAÇÕES