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Física Experimental

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Analise as seguintes proposições no contexto dos fenômenos relacionados ao calor e assinale o que for correto. Dados: αFe = 12 . 10-6 °C-1, αAl = 22 . 10-6 °C-1.
01) A variação de um grau na escala Celsius de temperatura equivale à mesma variação na escala Kelvin de temperatura.
02) A temperatura de ebulição da água não depende da pressão a que ela está sujeita.
04) Se a pressão for mantida constante, a temperatura de uma certa quantidade de gelo não varia enquanto ele estiver derretendo.
08) Dado que o coeficiente de condutibilidade térmica do ferro é cinco vezes menor que o do cobre, o ferro pode ser considerado melhor condutor de calor do que o cobre.
16) Uma chapa de ferro contém um orifício circular, ao qual se ajusta perfeitamente um pino de alumínio quando ambos estão a 200 °C. Haverá uma folga entre o pino e o orifício quando ambos estiverem a uma temperatura de 20 °C.
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há 2 anos

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há 2 anos

Estudo Ativo Vol 4 - Ciências da Natureza-331-333
3 pág.

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Respostas

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há 6 meses

Vamos analisar cada proposição uma a uma: 01) A variação de um grau na escala Celsius de temperatura equivale à mesma variação na escala Kelvin de temperatura. Correta. As escalas Celsius e Kelvin têm a mesma amplitude de variação. 02) A temperatura de ebulição da água não depende da pressão a que ela está sujeita. Incorreta. A temperatura de ebulição da água depende da pressão; por exemplo, em altitudes maiores, a pressão é menor e a água ferve a temperaturas mais baixas. 04) Se a pressão for mantida constante, a temperatura de uma certa quantidade de gelo não varia enquanto ele estiver derretendo. Correta. Durante a fusão, a temperatura do gelo permanece constante até que todo o gelo tenha derretido. 08) Dado que o coeficiente de condutibilidade térmica do ferro é cinco vezes menor que o do cobre, o ferro pode ser considerado melhor condutor de calor do que o cobre. Incorreta. Se o coeficiente de condutibilidade térmica do ferro é menor, isso significa que o cobre é um melhor condutor de calor. 16) Uma chapa de ferro contém um orifício circular, ao qual se ajusta perfeitamente um pino de alumínio quando ambos estão a 200 °C. Haverá uma folga entre o pino e o orifício quando ambos estiverem a uma temperatura de 20 °C. Correta. O alumínio se expande mais que o ferro ao aquecer, então ao esfriar, o pino de alumínio encolherá mais do que o orifício de ferro, resultando em uma folga. Agora, somando as proposições corretas: - 01 (correta) - 04 (correta) - 16 (correta) Portanto, as proposições corretas são 01, 04 e 16.

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há 2 anos

Analisando as proposições apresentadas, temos: 01) Verdadeiro. A variação de um grau Celsius é igual à variação de um grau Kelvin, pois a diferença entre as escalas é de apenas uma constante aditiva. 02) Falso. A temperatura de ebulição da água depende da pressão a que ela está sujeita. Quanto maior a pressão, maior será a temperatura de ebulição. 04) Falso. Se a pressão for mantida constante, a temperatura de uma certa quantidade de gelo varia enquanto ele estiver derretendo. Durante o processo de fusão, a temperatura permanece constante. 08) Falso. O coeficiente de condutibilidade térmica do cobre é cinco vezes maior que o do ferro, portanto, o cobre é um melhor condutor de calor do que o ferro. 16) Verdadeiro. O coeficiente de dilatação térmica do alumínio é maior que o do ferro, portanto, quando ambos estão a 200 °C, o pino de alumínio dilata mais que a chapa de ferro, ajustando-se perfeitamente ao orifício. Quando ambos estão a 20 °C, o pino de alumínio contrai mais que a chapa de ferro, gerando uma folga entre o pino e o orifício. Assim, as proposições corretas são 01 e 16, cuja soma dos valores correspondentes é 17.

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Um técnico de laboratório realizou um teste com uma amostra de petróleo, de coeficiente de dilação volumétrica 9⋅10-4 °C-1, enchendo totalmente um recipiente de vidro, de coeficiente de dilatação linear 9⋅10-6 °C-1, com a substância e elevou a temperatura do sistema até um valor T. Nestas condições, é correto afirmar que:
a) O vidro sofrerá uma dilatação maior que a do petróleo.
b) A amostra poderá transbordar, pois a dilatação do petróleo será maior que a do vidro.
c) A dilatação real do petróleo será igual à diferença entre a dilatação aparente da amostra e a dilatação volumétrica do recipiente.
d) A amostra não irá transbordar, pois os coeficientes de dilatação volumétrica do petróleo e do vidro são iguais.

No distrito industrial de Juiz de Fora, Maria trabalha em uma fábrica de fundições. Nesta fábrica, ela produz anéis feitos de um tipo de metal particular identificado como material A. Após a produção de cada anel, um cilindro feito com outro metal, conhecido como material B, precisa atravessar o centro dele, de maneira que fique bem preso a esse cilindro quando à temperatura ambiente. Para conseguir realizar seu trabalho e garantir o bom ajuste do cilindro ao anel, Maria os fabrica com diâmetro interno ligeiramente menor do que o diâmetro do cilindro. Mas para que este possa atravessar o anel, ela aquece temporariamente somente o anel para que a dilatação desta peça permita que isso ocorra. Dadas essas informações, podemos afirmar que a única alternativa INCORRETA é:
a) Quando um anel é aquecido por Maria, os seus átomos passam a ter maior agitação do que antes do aquecimento, conduzindo a um aumento das dimensões dessa peça, incluindo o seu diâmetro interno.
b) O material A precisa obrigatoriamente possuir coeficiente de dilatação volumétrica maior do que o do material B para que Maria realize o seu trabalho.
c) A densidade do anel A diminui quando a sua temperatura aumenta em virtude do aquecimento realizado por Maria.
d) O cilindro feito com material B pode, eventualmente, sofrer um pouco de dilatação durante o contato com o anel, pois existe transferência de energia térmica nesse momento.
e) Quando o anel retorna para a temperatura ambiente, podemos afirmar que parte da energia térmica foi perdida na forma de radiação emitida pela peça.

Sejam dois bastões, A e B, feitos de metais diferentes. Seus coeficientes de dilatação térmica linear são tais que o coeficiente de A vale o dobro do coeficiente de B. Inicialmente, A e B têm o mesmo comprimento. Após sofrerem, simultaneamente, o mesmo aumento de temperatura, a razão entre o novo comprimento de A e o novo comprimento de B será

a) igual a 2.
b) igual a 0,5.
c) igual a 1.
d) dependente do comprimento inicial dos dois bastões.
e) maior do que 1 e menor do que 2.

Uma barra de ferro de comprimento L0, à temperatura θ0, tem seu comprimento aumentado de L ao sofrer uma variação de temperatura θ, sem que ocorra mudança de estado. Outra barra de ferro de comprimento 3 L0, à temperatura θ0, ao sofrer uma variação de temperatura 2 θ, sem que ocorra mudança de estado, tem seu comprimento aumentado de

a) L
b) 1,5 L
c) 2 L
d) 3 L
e) 6 L

Para que um bloco de 400 cm3 do mesmo material sofra uma dilatação de 0,1% de seu volume, ele deve ser submetido a uma variação de temperatura de

a) 180 °C.
b) 60 °C.
c) 20 °C.
d) 120 °C.
e) 30 °C.

Supondo que um “relógio” semelhante ao da figura foi construído e calibrado para funcionar em uma temperatura padrão de 18 °C, mas que está exposto numa cidade cuja temperatura média no verão é de 32 °C e no inverno é de 14 °C, é correto afirmar que esse relógio
a) atrasa no inverno devido ao aumento da massa do pêndulo.
b) adianta no verão devido ao aumento da massa do pêndulo.
c) adianta no inverno devido à diminuição da frequência de oscilação.
d) atrasa no verão devido à diminuição da frequência de oscilação.
e) funciona pontualmente no inverno e no verão, pois a frequência é invariável.

Imagine que um anel apresenta área interna de 20 cm2 e para que uma peça passe por seu interior precisa atingir área de 20,8 cm2. Considere que o determinado material tenha um coeficiente de dilatação linear de 25⋅10-6 °C-1 E que para a variação de temperatura não ocorra mudança de estado físico da peça em questão. Nesse contexto calcule qual deverá ser a variação de temperatura imposta ao material para que seja possível atravessar a peça pretendida por dentro do anel.

a) 100 °C.
b) 200 °C.
c) 400 °C.
d) 800 °C.
e) 1200 °C.

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