Questões de Concurso Sobre dilatações em física

Uma peça maciça de zinco tem a forma de um cubo, que à temperatura de 20 ºC possui uma aresta de 2,0 cm. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação linear do zinco é de 25 x 10-6 ºC-1, assinale a alternativa correta para a variação volumétrica dessa peça quando ela for submetida a uma temperatura de 100 ºC. 

Analise as afirmações seguintes, sobre a dilatação de uma barra metálica, ao ser submetida a uma variação de temperatura.  I. A variação do comprimento é inversamente proporcional ao comprimento inicial da barra. 
II. A variação do comprimento depende do material de que é constituída a barra. 
III. A variação do comprimento é diretamente proporcional à variação de temperatura. 
IV. A variação do comprimento é diretamente proporcional ao comprimento inicial da barra. 
Assinale a alternativa que indica todas as afirmativas verdadeiras.

O alumínio apresenta um coeficiente de dilatação linear de 23 x 10^-6 K^-1 . Um fio condutor elétrico de alumínio tinha 20 m a 25°C e, com a passagem de corrente, o fio chegou à temperatura de 75°C.

Qual foi a variação de comprimento do fio de alumínio, em mm?

Um copo de alumínio está totalmente cheio com 500 mL de um líquido, e ambos estão a 25,0 °C. O sistema é aquecido lentamente até que líquido e copo cheguem ao equilíbrio térmico a 55,0 °C. Verifica-se, ao final do processo, que 1,50 mL do líquido transbordaram do copo.
O coeficiente de dilatação volumétrico do líquido, em °C^-1, vale, aproximadamente,
Dado coeficiente de dilatação volumétrica do alumínio = 7,50 x 10^-5 °C^-1

Um cubo vasado é formado por 12 arestas de arame de ferro de comprimento L cada uma, como mostra a figura:

Um arame de ferro D liga um dos vértices superiores ao vértice diametralmente oposto. O conjunto sofre uma variação de temperatura Δt. Podemos afirmar que a variação do comprimento da diagonal, ΔD, é dada por: α_Fe é o coeficiente de dilatação linear do ferro.

Um anel de alumínio, conforme ilustrado abaixo, de diâmetro interno de 0,20 m se encontra à temperatura ambiente de 20 °C. Sabe-se que o coeficiente de dilatação linear do alumínio é α = 10⁻⁴ °C⁻¹.

A temperatura em °C na qual se permite a montagem sobre um cilindro de diâmetro 0,205 m é, em °C,

Uma certa quantidade de glicerina está armazenada em um reservatório de vidro que tem paredes bem finas. Leve em consideração as informações a seguir:
O conjunto se encontra a 30 ºC γ_vidro = 27 x 10^-6 ºC^-1 γ_glicerina = 5,0 x 10^-4 ºC^-1 γ = coeficiente de dilatação volumétrica.
Caso a temperatura do conjunto passe para 65ºC, é possível afirmar que o nível da glicerina no recipiente

Um recipiente de vidro tem seu volume de 500 cm³ completamente preenchido por glicerina líquida a 30 °C. Esse sistema é aquecido até a temperatura de 130 °C, quando ocorre o transbordamento de 10 cm³ de glicerina. A variação de volume da glicerina com o aquecimento, em cm³ , é igual a
Dado Coeficiente de dilatação volumétrica do vidro: 3,0 x 10^-4 °C^-1 

Uma tira bimetálica e formada por uma tira de apo e uma tira de bronze, soldadas entre si, conforme afigura abaixo. Na temperatura inicial T₀ = 20⁰ C cada tira tem comprimento L = 30,5cm e espessura t =0,50mm. A tira bimetálica e aquecida uniformemente ao longo do seu comprimento ate atingir uma temperatura T > T₀, ocorrendo um encurvamento com raio de curvatura R = 36,7cm. Os coeficientes de expansão térmica dos materiais são conhecidos(αbronze = 19 . 10^-6 K^-1 e αaço = 11 . 10^-6 K^-1). Assumindo que ocorre apenas dilatação linear, a temperatura aproximada da tira bimetálica após o aquecimento foi:

A dilatação térmica dos materiais é um fenômeno que deve ser considerado em diversos projetos de equipamentos e estruturas.

Um cabo de aço (α_aço = 0,00012/°C) de 30 m é utilizado em um elevador de carga.

Se, ao longo de um dia de trabalho, esse cabo sofrer uma variação de temperatura de 20°C, seu comprimento, em cm, será alterado em

Duas barras de comprimentos iguais, sendo uma de cobre e a outra de alumínio, são coladas a 20°C, formando um único conjunto, conforme mostrado na Figura abaixo.

O conjunto é então aquecido até 120°C.

Sabendo-se que a 120°C a deformação térmica do alumínio é maior que a deformação térmica do cobre, a configuração final do conjunto a 120°C apresentará uma deformação axial

Termômetros são geralmente construídos utilizando-se álcool ou mercúrio, os quais se expandem ou contraem com a variação da temperatura. Além da faixa de temperatura em que permanece no estado líquido (0°C a 100°C), assinale a alternativa que indica outro motivo porque não são feitos termômetros utilizando água.

Dois trilhos de trem consecutivos, de 10 metros de comprimento cada, estão separados por uma distância de 1 cm um do outro, à temperatura de 25 °C. Considerando que o coeficiente de expansão térmica do aço é de 12,5 ∙ 10^-6 °C^-1, assinale a alternativa que corresponde à temperatura a partir da qual eles se tocarão.

Um vasilhame de cobre com capacidade de um litro e cujo coeficiente de dilatação é 17 × 10^-6 °C^-1 foi completamente preenchido com líquido cujo coeficiente de dilatação volumétrica é igual a 5 × 10^-4 °C^-1. Inicialmente, o sistema (vasilhame + líquido) estava em equilíbrio térmico a 20 °C.

Considerando essas informações, assinale a opção que apresenta, de forma aproximada, a quantidade, em mL, de líquido que transbordará quando a temperatura do sistema elevar-se a 40 °C.

Uma haste de comprimento inicial Lo e temperatura inicial To é aquecida até chegar a uma temperatura igual a 9To. Sabendo que o comprimento da haste aumentou em 4%, o coeficiente de dilatação linear desta haste vale:

Uma lâmina bimetálica foi acoplada a um circuito elétrico simples construído por um estudante para ser utilizado como alarme de incêndio.

De acordo com a figura, para que esse alarme funcione corretamente, é necessário principalmente que:

Dois blocos A e B de materiais distintos possuem massa de, respectivamente, 200 g e 100 g. Para que eles obtenham a mesma variação de temperatura, é necessário fornecer ao bloco A o triplo da quantidade de calor fornecida a B.

Nesse caso, pode-se afirmar que: