Resolução Comentada – Física Térmica – Dilatometria

Resolução Comentada

Física Térmica

Dilatometria

01-

I- Na hora mais quente, o volume aumenta e, num mesmo volume haveria menos massa  —   você levaria prejuízo  — Falsa

II- Com temperatura mais baixa, o volume diminui e, num mesmo volume haveria mais massa  —  você levaria vantagem  —  correta

III- Correta  —  você estaria comprando o que realmente interessa, que é a massa.

R- E

 

02-  

 Em cada litro de álcool hidratado têm-se  —  0,96L de álcool (96%) e 0,04L de água (4%)  —  cálculo da massa de álcool  —  dálcool=málcool/Válcool  — 800g/L=málcool/0,96L  — málcool=768g  —  massa de água  —  dágua=mágua/Vágua  —  1.000g/L=mágua/0,04L  — mágua=40g  —  dmistura=(málcool + mágua)/Vmistura=(768 + 40)/1  —  dmistura=808g/L  — R- E

 

03-

 A dilatação volumétrica ou cúbica ocorre quando, devido a uma elevação de temperatura, um corpo sofre um aumento em suas em suas três dimensões (volume).

Todas as leis válidas para as dilatações linear e superficial são também válidas para a dilatação volumétrica, ou seja:

ΔV – dilatação volumétrica  —  V_o – volume inicial  —  γ – coeficiente de dilatação volumétrica médio  —  Δt – intervalo de temperatura 

A variação volumétrica ΔV dos 20 mil litros de álcool quando são submetidos a uma variação de temperatura (Δθ) de 30°C é dada por  —  ΔV = V_o.λ.∆t  —  γ=1.10^{-3 o}C^-1  —  ∆V=20.000 litros=20.10³ litros  —  ∆t=30^oC  —  ∆V=20.10³.

10^-3.30  —   ∆V=600 litros  —  essa variação de litros de álcool é em um dia, em uma semana você terá  —   ∆V_total=7×600  —   ∆V_total=4.200 litros  —  esse volume de álcool é vendido a R$ 1,60 cada litro, sem custo de compra  —  o ganho financeiro GF devido ao aquecimento do álcool após uma semana vale  —  GF = 4200×1,60 = R$ 6.720,00  —

R- D.

04-

 Analisando o gráfico, notamos que o volume específico diminui de 0 °C até 4°C, aumentando a partir dessa temperatura.

Aproximando os valores lidos no gráfico, constatamos uma redução de 1,00015 cm³/g para 1,00000 cm³/g de 0 °C a 4 °C, ou seja, de 0,00015 cm³/g. Isso representa uma redução percentual de 0,015%, o que é menos que 0,04 %  —  R- C  — 

Observação sobre esse assunto que tem características de Enem  —  uma das razões que faz a água, próxima à superfície livre de alguns lagos, congelar no inverno, em regiões de baixas temperaturas, é o fato de que ao ser resfriada, no intervalo aproximado de 4 °C a 0 °C, ela sofre um processo de dilatação.

Com isso seu volume aumenta e sua densidade diminui. A água da superfície, mais fria e mais dessa, desce (correntes descendentes) e a água das profundezas, mais quente e menos densa sobe (correntes ascendentes).

Essas correntes de convecção continuam seu movimento até toda água atingir a temperatura de 4^oC (densidade máxima) quando cessam, porque toda água agora tem a mesma densidade.

Mas, se a temperatura da superfície continua diminuindo até abaixo de 0^oC, a água da superfície se congela e esse gelo isola por condução o ambiente acima da superfície da água (a menos de 0^oC) das águas abaixo da mesma que estão (a 4^oC).

Devido a esse fenômeno é possível a vida nas profundezas de lagos e mares, mesmo estando coberta de gelo a sua superfície.

 

 

05- 

  Como A está fixo, as dimensões do sistema devem aumentar, pois está sendo aquecido e o ponto B deve afastar-se de A (veja a figura onde o vermelho representa a barra dilatada)

 R- B

06-

Sendo a barra de mesmo material (mesmo coeficiente de dilatação) e como sofre a mesma variação de temperatura, todos os seus pontos sofrerão a mesma dilatação e ela não será deformada  —  

R- A 

07- 

 A dilatação do alumínio é o dobro da dilatação do aço  —  veja figura

R- E

08- 

ΔL = Lo . α . Δθ  —  ΔL = 30 . (11 . 10-6) . (40 – 10) = 99 . 10-4 m  —  R- C

09- 

Como o coeficiente de dilatação linear do latão é maior que o do aço, o latão se dilata mais quando aquecido e se contrai mais quando resfriado  —  R- C

10- 

Quanto maior o coeficiente de dilatação mais o corpo se dilata quando aquecido e mais se contrais quando resfriado.

I. A se dilata mais que B  —   Correta

II. Falsa  —  veja (01)

III. A folga diminuirá  —  Falsa

IV. Possuem diferentes L_o  —  Falsa

V. Apenas a placa se dilatará  —  Correta

VI. Apenas a placa se dilatará  —  Correta

R- A. 

11- 

  ΔV=0,006V_o  —   ΔV=V_o.γ.Δt  —  0,006V_o=V_o.γ.200  —  γ=3.10^-5 oC^-1  —  α/1=γ/3  —  α/1=3.10^-5/3  —  α=1,0.10^-5 oC^-1  —  R- A

 

12-

A parte da superfície interna do vidro se dilata mais que a parte da superfície externa  —  R- C. 

13-

 Observe no gráfico que, se você diminuir a temperatura do sistema, o volume do recipiente fica menor que o da água e ela transborda e que se você aumentar a temperatura do sistema, o volume da água fica maior qie o do recipiente, e ela transborda  —  R- C

 

14-

Observe atentamente as explicações a seguir: O frasco da figura abaixo contém um “ladrão” com o líquido preenchendo o recipiente até seu nível (figura I).

Após o conjunto ser aquecido de Δt, como normalmente os líquidos se dilatam mais que os sólidos, parte do líquido extravasa pelo “ladrão” (figura II).

Esse volume de líquido extravasado corresponde à dilatação aparente do líquido (ΔV_ap), de volume inicial V_o e coeficiente de dilatação volumétrica aparente (γ_ap) e não à dilatação real do líquido, já que o frasco também se dilata.

R- C.

15-

Observe que o valor do coeficiente de dilatação do alumínio é o dobro do coeficiente de dilatação do concreto e, como elas tem as mesmas dimensões iniciais e sofrem a mesma variação de temperatura, a chapa de alumínio se dilata duas vezes mais do que a de concreto  —  R- E

16-

 Todas estão corretas, com exceção da IV que está errada pois, pela expressão  ∆V=Vo.λ.∆θ você observa que o coeficiente de dilatação térmica (λ) é diretamente proporcional à dilatação (∆V)  — 

R- E.

 

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