LISTA DE EXERCÍCIOS SOBRE DILATAÇÃO TÉRMICA COM GRÁFICOS

1. (UFPE) 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?

2. (CESGRANRIO) O comprimento L de uma barra de latão varia, em função da temperatura θ, segundo o gráfico a seguir.

Assim, o coeficiente de dilatação linear do latão, no intervalo de 0°C a 100°C, vale:

a) 2,0.10^-5/°C

b) 5,0.10^-5/°C

c) 1,0.10^-4/°C

d) 2,0.10^-4/°C

e) 5,0.10^4-/°C

3. (MACKENZIE) 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

4. (PUCCAMP) A figura a seguir representa o comprimento de uma barra metálica em função de sua temperatura.

A análise dos dados permite concluir que o coeficiente de dilatação linear do metal constituinte da barra é, em °C^-1,

a) 4.10^-5

b) 2.10^-5

c) 4.10^-6

d) 2.10^-6

e) 1.10^-6

5. (UFPE) O gráfico abaixo apresenta a variação do comprimento L de uma barra metálica, em função da temperatura T. Qual o coeficiente de dilatação linear da barra, em °C¹?

a) 1,00 × 10^-5

b) 2,00 × 10^-5

c) 3,00 × 10^-5

d) 4,00 × 10^-5

e) 5,00 × 10^-5

6. (UFRGS) Uma barra retilínea e uniforme, feita de um material cujo coeficiente de dilatação linear é positivo e independente da temperatura, recebe calor de uma fonte térmica. Entre os gráficos a seguir, qual aquele que melhor representa a variação ∆L do comprimento da barra como função da variação ∆T de sua temperatura?

7. (CESGRANRIO) 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 = 2 α₂

c) α₁ = 3 α₂

d) α₂ = 3 α₁

e) α₂ = 2 α₁

8. (FEI) Duas barras, sendo uma de ferro e outra de alumínio, de mesmo comprimento l = 1 m a 20°C, são unidas e aquecidas até 320°C. Sabe-se que o coeficiente de dilatação linear do ferro é de 12.10^-6°C^-1 e do alumínio é 22.10^-6°C^-1. Qual é o comprimento final após o aquecimento?

a) 2,0108 m

b) 2,0202 m

c) 2,0360 m

d) 2,0120 m

e) 2,0102 m

9. (FGV) O princípio de um termostato pode ser esquematizado pela figura a seguir. Ele é constituído de duas lâminas de metais, A e B, firmemente ligadas. Sabendo-se que o metal A apresenta coeficiente de dilatação volumétrica maior que o metal B, um aumento de temperatura levaria a qual das condições abaixo?

10. (PUCMG) Na figura adiante, estão representadas três chapas bimetálicas idênticas, formadas pela sólida junção de uma chapa de aço e de uma chapa de cobre, conforme indicado. Suas temperaturas são, respectivamente, t₁, t₂ e t₃. Sabe-se que os coeficientes de dilatação linear para esses materiais são:

para o aço, α = 11 × 10^-6 °C^-1;

para o cobre, α = 17 × 10^-6 °C^-1;

Assinale a alternativa que contém valores t₁, t₂ e t₃, NESSA ORDEM, compatíveis com a figura:

a) 20°C; 50°C; -10°C

b) 20°C; -10°C; 50°C

c) -10°C; 20°C; 50°C

d) 50°C; -10°C; 20°C

e) 50°C; 20°C; -10°C

11. (PUCPR) O coeficiente de dilatação térmica do alumínio é, aproximadamente, o dobro do coeficiente de dilatação térmica do aço.

A figura mostra duas peças onde um anel feito de um desses metais envolve um disco feito do outro metal. À temperatura do ambiente, os discos são presos aos anéis.

Se as duas peças forem aquecidas uniformemente, é correto afirmar:

a) apenas o disco de aço se soltará do anel de alumínio.

b) apenas o disco de alumínio se soltará do anel de aço.

c) os discos se soltarão dos respectivos anéis.

d) os discos permanecerão presos sem soltar por maior que seja o aumento de temperatura.

e) os metais entrarão em fusão antes de se soltarem.

12. (UFMG) Duas lâminas de metais diferentes, M e N, são unidas rigidamente. Ao se aquecer o conjunto até uma certa temperatura, esse se deforma, conforme mostra a figura a seguir.

Com base na deformação observada, pode-se concluir que

a) a capacidade térmica do metal M é maior do que a capacidade térmica do metal N.

b) a condutividade térmica do metal M é maior do que a condutividade térmica do metal N.

c) a quantidade de calor absorvida pelo metal M é maior do que a quantidade de calor absorvida pelo metal N.

d) o calor específico do metal M é maior do que o calor específico do metal N.

e) o coeficiente de dilatação linear do metal M é maior do que o coeficiente de dilatação linear do metal N.

13. (UFPI) Duas lâminas metálicas são coladas como indica a figura. O material da lâmina L₁ tem coeficiente de dilatação maior do que o da lâmina L₂. À temperatura ambiente as lâminas estão verticais. A temperatura é, então, elevada e em seguida diminuída até abaixo da temperatura ambiente. Durante o processo descrito, podemos afirmar que ambas as lâminas se encurvam, inicialmente, para:

a) a direita e ali permanecem.

b) a esquerda e ali permanecem.

c) a esquerda e depois para a direita.

d) a esquerda e depois retornam à vertical.

e) a direita e depois para a esquerda.

14. (UNIRIO) A figura a seguir representa uma lâmina bimetálica. O coeficiente de dilatação linear do metal A é a metade do coeficiente de dilatação linear do metal B. À temperatura ambiente, a lâmina está na vertical. Se a temperatura for aumentada em 200°C, a lâmina:

a) continuará na vertical.

b) curvará para a frente.

c) curvará para trás.

d) curvará para a direita.

e) curvará para a esquerda.

15. (UNIRIO) Um quadrado foi montado com três hastes de alumínio (αAl=24.10^-6°C^-1) e uma haste de aço (αAço=12.10^-6°C^-1), todas inicialmente à mesma temperatura. O sistema é, então, submetido a um processo de aquecimento, de forma que a variação de temperatura é a mesma em todas as hastes.