9º ANO DO ENSINO FUNDAMENTAL
- 2012
Prof. Marcelo Franco
Moura
ATIVIDADE DE FÍSICA –
DILATAÇÃO TÉRMICA
1)
Uma
barra de cobre, homogênea e uniforme, mede 20 m, a 0ºC. Calcule a variação do
comprimento dessa barra, em milímetros, quando aquecida a 50ºC.
Dado: coeficiente de dilatação linear do
cobre = 1,6.10-5 ºC-1.
2)
Uma
barra de latão de 1,0 m sofre um acréscimo de comprimento de 1,0 mm quando sua
temperatura se eleva de 50ºC. A partir desses dados, determine o coeficiente de
dilatação linear do latão, em ºC-1.
3)
O
comprimento de um fio de alumínio é de 40 m, à temperatura de 20ºC. Aquecemos o
fio à 60ºC sabendo que o coeficiente de dilatação linear do alumínio é 24.10-6
ºC-1,calcule:
a)
a
sua dilatação linear;
b)
o
seu comprimento final.
4)
Nas
estruturas de pontes, é muito comum notar-se um vão livre de pequenas dimensões
deixado entre segmentos da construção. Esse vão é importante para permitir a
livre dilatação do material, devido à variação de temperatura. Observa-se, numa
certa ponte, um vão de 5 cm a cada 10 m de segmento. Sabendo que a temperatura
varia no máximo 50ºC, calcule o coeficiente de dilatação (em ºC-1')
do material da ponte.
5)
O
coeficiente de dilatação térmica do ferro é igual a 11,4.10-6 ºC-1.
Deseja-se construir uma linha férrea, com trilhos de 20 m de comprimento, em
uma região na qual a temperatura pode variar de 15ºC a 55ºC. Qual o espaçamento
mínimo para que a dilatação dos trilhos não cause danos à linha férrea?
6)
A
dilatação térmica dos sólidos é um fenômeno importante em diversas aplicações
de engenharia, como construções de pontes, prédios e estradas de ferro.
Considere o caso dos trilhos de trem serem de aço, cujo coeficiente de
dilatação é a = 11.10-6
ºC-1. Se a 10ºC o comprimento de um trilho é de 30 m, de quanto
aumentaria o seu comprimento se a temperatura aumentasse para 40ºC?
7)
Uma
ponte de concreto tem 50 m de comprimento à noite, quando a temperatura é de
20ºC. Seu coeficiente de dilatação térmica é 10-5 ºC-1.
Qual a variação do comprimento da ponte, em m, que ocorre da noite até o
meio-dia, quando a temperatura atinge 40ºC?
8)
Um
trilho de aço possui comprimento de 40 m a -5 ºC. Considerando seu coeficiente
de dilatação linear igual a 1,2.10-5 ºC-1, determine,
para uma variação de temperatura entre q1 =−5ºC e q2 = 45ºC:
a)
a
dilatação ocorrida;
b)
o
comprimento final do trilho.
9)
Uma placa retangular de alumínio tem 10 cm de
largura e 40 cm de comprimento, à temperatura de 20ºC. Esta placa é colocada em
um ambiente cuja temperatura é de 50ºC.
Dado o coeficiente linear do alumínio igual a
2,0.10-5 ºC-1, calcule:
a)
a dilatação superficial;
b)
a área da placa neste ambiente.
10)
Uma
chapa tem área de 2,0 m² a 0ºC. Aquecendo-se até 80ºC, sua área aumente de 0,4
cm². Calcule o coeficiente de dilatação superficial do material que constitui a
placa.
11)
Uma placa de ferro tem área de 200 cm² quando
está submetida a uma temperatura de 30ºC. Calcule o aumento que esta chapa irá
sofrer quando for submetida a uma temperatura duas vezes maior.
Dado aferro = 2,0 .10-5
ºC-1
12)
Um
paralelepípedo a 10ºC possui dimensões iguais a 10 cm x 20 cm x 30 cm, sendo
constituído por um material que tem coeficiente de dilatação linear de 8,0.10-6
ºC-1. Qual o acréscimo de volume quando sua temperatura aumenta para
110ºC?
13)
Um
tubo de vidro pirex tem volume interno de 50 cm³ a 20ºC. Determine o volume
interno desse tubo à temperatura de 60ºC.
Dado: avidro = 3,0.10-6
ºC-1
14)
O coeficiente de dilatação linear do cobre é
17.10-6 ºC-1. Determine a dilatação térmica volumétrica
sofrida por uma esfera de cobre de volume 1,0 m³, ao ter sua temperatura
elevada de 1,0ºC.
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