Termometria, Calorimetrica e Dilatações

Exercicios para aprofundamento

1. Os trilhos de trem, normalmente de 20 m de comprimento, são colocados de modo a manter entre duas pontas consecutivas uma pequena folga chamada junta de dilatação. Isso evita que eles se espremam, sofrendo deformações devido à ação do calor nos dias quentes.

Considere que uma variação de temperatura da noite para o meio-dia possa chegar a (aproximadamente) 25 °C, fazendo-os dilatar cerca de 5 m. Neste caso, qual o valor do coeficiente de dilatação linear do material de que é feito o trilho?

2. À temperatura de 15 °C, encontramos uma chapa de cobre com superfície de área 100,0 cm². Que área terá essa superfície se a chapa for aquecida até 515 °C? 

Dado: Coeficiente de dilatação superficial do cobre = 3,2 · 10^–5 °C^–1.

3. Com relação ao fenômeno da dilatação térmica dos sólidos, assinale (V) para o que for verdadeiro e (F) para o que for falso. 

( ) Toda dilatação, em verdade, ocorre apenas em uma das três dimensões: largura, comprimento ou altura.

( ) Quando um corpo que contém um orifício dilata, as dimensões do orifício dilatam também.

( ) Os coeficientes de dilatação linear, superficial e volumétrica, em corpos homogêneos e isótropos, guardam a proporção

( ) A variação das dimensões de um corpo independe do coeficiente de dilatação e da variação de temperatura sofrida.

( ) Os coeficientes de dilatação não possuem unidades (são adimensionais).

Texto para a 4ª questão.

Aquecimento global refere-se ao aumento da temperatura média dos oceanos e do ar perto da superfície da Terra que se tem verificado nas décadas mais recentes e sua possível continuação durante o século XXI. O clima marítimo depende da temperatura dos oceanos nos trópicos e este está em equilíbrio com a velocidade de evaporação da água e com a radiação solar que atinge a Terra. A principal evidência do aquecimento global vem das medidas de temperatura em todo o globo desde 1860. Os dados com a correção dos efeitos de “ilhas urbanas” mostram que o aumento médio da temperatura foi de (0.6 + 0.2) °C durante o século XX. Os maiores aumentos foram observados em dois períodos: 1910 a 1945 e 1976 a 2000. De 1945 a 1976, houve uma diminuição da temperatura global que fez com que temporariamente a comunidade científica suspeitasse que estava ocorrendo um resfriamento global. O grande responsável pelo aquecimento é a queima de combustível fóssil. Cada tonelada de carvão consumida em usinas de geração de energia elétrica produz cerca de 2.000 KWh.

Texto adaptado do Wikipédia: <http://pt.wikipedia.org/>.

4. Considerando que a temperatura da água nos oceanos pode variar entre 10 °C e 35 °C, intervalo onde as propriedades físicas da água têm um comportamento linear, nas alternativas abaixo, marque (V) se verdadeiro e (F) se falso corresponde a processos que ocorrem quando uma certa quantidade de água tem um aumento na temperatura?

( ) Aumento da velocidade média das moléculas no líquido.

( ) A densidade da água aumenta.

( ) A quantidade de calor absorvida pela água é proporcional ao incremento de temperatura.

( ) A massa da água permanece inalterada.

( ) O volume da água aumenta.

5. Um turista canadense, amigo da Luiza que foi ao canada, veio visitar o nordeste brasileiro. Ele chegou na bela praia de canoa quebrada e viu que o termômetro local marcava 25°C. no seu pais de origem, usa-se o fahrenheit para medições de temperatura. Ajude a esse turista a encontrar a temperatura mencionada acima na escala (°F).
   

6. A nossa bela coordenadora Lailda, resolve fazer um sopão para dar aos mais necessitados. Ela aquece 2 litros de agua de 30°C até 100°C. Sabendo que o calor especifico da água é (c = 1 cal / g °C ) qual a Quantidade de calor Sensível utilizado nesta operação ?

7. Fatori está com muita sede e não tem nenhuma fonte de agua potável por perto. Ele então encontra 500g de gelo a 0°C. Ele então resolve derreter esse gelo para poder beber a agua enquanto liquida. Se o calor latente de fusão é (L = 80 cal / g), qual a quantidade de calor que Fatori terá que aplicar ao gelo para derrete-lo completamente até virar água a 0°C ?

8. Calcule a energia total necessária para transformar 400g de gelo a -30°C em água líquida a 50°C. 

DADOS:

c (gelo)= 0,5 cal / g °C

c (agua)= 1 cal / g °C

L = 80 cal / g

9. Uma barra de ferro possui coeficiente linear (α = 2 x 10 -3 °C). Se inicialmente ela possuía 8m, ao ser aquecida em 60°C, determine: 

1. A dilatação sofrida

2. O comprimento final