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Um mecânico de automóveis precisa soltar um anel que está fortemente preso em um eixo. Sabe-se que o anel é feito de aço, de coeficiente de dilatação linear 1,1•10-5ºC-1, e o eixo, de alumínio, cujo coeficiente é 2,3•10-5ºC-1. Lembrando que tanto o aço quanto o alumínio são bons condutores térmicos e sabendo-se que o anel não pode ser danificado e que não está soldado ao eixo, o mecânico deve:
a) aquecer somente o eixo
b) aquecer o conjunto (anel + eixo)
c) resfriar o conjunto (anel + eixo)
d) resfriar somente o anel
e) aquecer o eixo e, logo após, resfriar o anel
f) não sei

Questões Para o Saber

há 3 meses

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há 3 meses

11 pág.

LF1C21 Dilatação térmica

ESTÁCIO

Respostas

há 3 meses

Para resolver essa questão, precisamos entender como a dilatação térmica funciona. O anel é feito de aço e o eixo de alumínio, e ambos têm coeficientes de dilatação diferentes. Quando aquecemos um material, ele se expande, e a quantidade de expansão depende do coeficiente de dilatação. 1. O coeficiente de dilatação do aço é 1,1•10^-5 ºC^-1. 2. O coeficiente de dilatação do alumínio é 2,3•10^-5 ºC^-1. Isso significa que, ao aquecer, o alumínio se expandirá mais do que o aço. Portanto, se o mecânico aquecer somente o eixo de alumínio, ele se expandirá mais do que o anel de aço, o que pode ajudar a soltar o anel que está preso. Analisando as alternativas: a) Aquecer somente o eixo - Esta é a opção correta, pois o alumínio se expandirá mais e ajudará a soltar o anel. b) Aquecer o conjunto (anel + eixo) - Isso não é ideal, pois o anel de aço não se expandirá tanto quanto o eixo. c) Resfriar o conjunto (anel + eixo) - Isso não ajudaria a soltar o anel. d) Resfriar somente o anel - Isso faria com que o anel se contraísse, dificultando ainda mais a remoção. e) Aquecer o eixo e, logo após, resfriar o anel - Isso não é necessário e pode complicar a situação. f) Não sei - Não é uma resposta válida. Portanto, a resposta correta é: a) aquecer somente o eixo.

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Uma placa de aço (coeficiente de dilatação linear=1,0.10-5 ºC-1) tem o formato de um quadrado de 1,5 m de lado e encontra-se a uma temperatura de 10 ºC. 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 ºC. Recolocando-se o disco, mantido a 10 ºC, no 'furo' da placa a 510 ºC, verifica-se uma folga, correspondente a uma coroa circular de área:
a) 1,57 cm2
b) 15,7 cm2
c) 6,3 cm2
d) 12,6 cm2
e) 3,14 cm2
f) Não sei.

Uma chapa de alumínio ( = 2,2 10-5 ºC-1), inicialmente a 20 ºC, é utilizada numa tarefa doméstica no interior de um forno aquecido a 270 ºC. Após o equilíbrio térmico, sua dilatação superficial, em relação à área inicial, foi de:
a) 0,55%
b) 1,1%
c) 1,65%
d) 2,2%
e) 4,4%
f) Não sei.

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 Δt, 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, X / Y, é
a) 1.
b) 1/2.
c) 1/4.
d) 1/5.
e) 1/10.
f) Não sei.

Uma chapa metálica de área 1 m2, ao sofrer certo aquecimento, dilata de 0,36 mm2. Com a mesma variação de temperatura, um cubo de mesmo material, com volume inicial de 1 dm3, dilatará
a) 0,72 mm3
b) 0,54 mm3
c) 0,36 mm3
d) 0,27 mm3
e) 0,18 mm3
f) Não sei.

Dentre esses gráficos, selecione o par que melhor representa, respectivamente, as variações de volume e densidade da água com a temperatura, à pressão atmosférica, no intervalo de temperaturas considerado.
a) V1 - D1
b) V1 - D3
c) V2 - D1
d) V2 - D2
e) V3 - D3
f) Não sei.

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.
f) Não sei.

Ao ser submetida a um aquecimento uniforme, uma haste metálica que se encontrava inicialmente a 0 ºC sofre uma dilatação linear de 0,1% em relação ao seu comprimento inicial. Se considerássemos o aquecimento de um bloco constituído do mesmo material da haste, ao sofrer a mesma variação de temperatura a partir de 0 ºC, a dilatação volumétrica do bloco em relação ao seu volume inicial seria de:
a) 0,33%.
b) 0,3%.
c) 0,1%.
d) 0,033%.
e) 0,01%.
f) Não sei.

Uma barra metálica, ao variar sua temperatura de 80 ºC, aumenta seu comprimento de 0,16%. O coeficiente de dilatação volumétrico do material dessa barra é:
a) 6 10-5 ºC-1
b) 5 10-5 ºC-1
c) 4 10-5 ºC-1
d) 3 10-5 ºC-1
e) 2 10-5 ºC-1
f) Não sei.

Em certo instante, um termômetro de mercúrio com paredes de vidro, que se encontra à temperatura ambiente, é imerso em um vaso que contém água a 100 ºC. Observa-se que, no início, o nível da coluna de mercúrio cai um pouco e, depois, se eleva muito acima do nível inicial. Qual das alternativas apresenta uma explicação correta para esse fato?
a) A dilatação do vidro das paredes do termômetro se inicia antes da dilatação do mercúrio.
b) O coeficiente de dilatação volumétrica do vidro das paredes do termômetro é maior que o do mercúrio.
c) A tensão superficial do mercúrio aumenta em razão do aumento da temperatura.
d) A temperatura ambiente, o mercúrio apresenta um coeficiente de dilatação volumétrica negativo, tal como a água entre 0 ºC e 4 ºC.
e) O calor específico do vidro das paredes do termômetro é menor que o do mercúrio.
f) Não sei.

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
e) Não sei.

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Uma chapa de alumínio ( = 2,2 10-5 ºC-1), inicialmente a 20 ºC, é utilizada numa tarefa doméstica no interior de um forno aquecido a 270 ºC. Após o equilíbrio térmico, sua dilatação superficial, em relação à área inicial, foi de:a) 0,55%b) 1,1%c) 1,65%d) 2,2%e) 4,4%f) Não sei.

Uma chapa metálica de área 1 m2, ao sofrer certo aquecimento, dilata de 0,36 mm2. Com a mesma variação de temperatura, um cubo de mesmo material, com volume inicial de 1 dm3, dilataráa) 0,72 mm3b) 0,54 mm3c) 0,36 mm3d) 0,27 mm3e) 0,18 mm3f) Não sei.

Dentre esses gráficos, selecione o par que melhor representa, respectivamente, as variações de volume e densidade da água com a temperatura, à pressão atmosférica, no intervalo de temperaturas considerado.a) V1 - D1b) V1 - D3c) V2 - D1d) V2 - D2e) V3 - D3f) Não sei.

Uma barra metálica, ao variar sua temperatura de 80 ºC, aumenta seu comprimento de 0,16%. O coeficiente de dilatação volumétrico do material dessa barra é:a) 6 10-5 ºC-1b) 5 10-5 ºC-1c) 4 10-5 ºC-1d) 3 10-5 ºC-1e) 2 10-5 ºC-1f) Não sei.

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Uma chapa de alumínio ( = 2,2 10-5 ºC-1), inicialmente a 20 ºC, é utilizada numa tarefa doméstica no interior de um forno aquecido a 270 ºC. Após o equilíbrio térmico, sua dilatação superficial, em relação à área inicial, foi de:
a) 0,55%
b) 1,1%
c) 1,65%
d) 2,2%
e) 4,4%
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Uma chapa metálica de área 1 m2, ao sofrer certo aquecimento, dilata de 0,36 mm2. Com a mesma variação de temperatura, um cubo de mesmo material, com volume inicial de 1 dm3, dilatará
a) 0,72 mm3
b) 0,54 mm3
c) 0,36 mm3
d) 0,27 mm3
e) 0,18 mm3
f) Não sei.

Dentre esses gráficos, selecione o par que melhor representa, respectivamente, as variações de volume e densidade da água com a temperatura, à pressão atmosférica, no intervalo de temperaturas considerado.
a) V1 - D1
b) V1 - D3
c) V2 - D1
d) V2 - D2
e) V3 - D3
f) Não sei.

Uma barra metálica, ao variar sua temperatura de 80 ºC, aumenta seu comprimento de 0,16%. O coeficiente de dilatação volumétrico do material dessa barra é:
a) 6 10-5 ºC-1
b) 5 10-5 ºC-1
c) 4 10-5 ºC-1
d) 3 10-5 ºC-1
e) 2 10-5 ºC-1
f) Não sei.