04. Determine a soma dos números associados às alternativas
em que as temperaturas, expressas em diferentes escalas termométricas, são equivalentes:
01) 20oC = 68oF 02) 77 K = -196oC 04) 4oF = -20oC 08) 10oRe = 20oF 16) 810oF = 640 K 32) 773 K = 932oF
05. (PUC-PR) Dois termômetros graduados em Celsius e
Fahrenheit medem simultaneamente a temperatura de um vaso com água quente. Se os termômetros acusam uma diferença de 50° na leitura, qual a temperatura em °C da água?
a) 20oC
b) 22,5oC
c) 25oC
d) 27,5oC
e) 30oC
06. (UFSC) Na temperatura de ebulição da água, um termô-metro
de escala X marca 250oX. Na temperatura de solidificação da
água, o mesmo termômetro marca -50oX. Qual a temperatura
na escala X que corresponde a 22oC?
TESTES
07 (PUC-PR) Numa escala X, as convenções são 5oX para o
ponto do gelo e 85o para o ponto do vapor. Para converter a
leitura X em leitura C (Celsius) devemos usar: a) C = 4X - 5
b) C = c) C = d) C = X - 5 e) C =
08. (UC-PELOTAS) Assinale a proposição incorreta:
a) Se dois corpos estão em equilíbrio térmico, então eles estão à mesma temperatura.
b) Temperatura mede a quantidade de calor contido em um corpo.
c) O zero absoluto corresponde a -273,15oC.
d) A temperatura de ebulição da H2O, sob pressão normal, é
de 212 F.
e) As escalas Celsius e Fahrenheit coincidem na leitura de -40o.
01. (ENEM 2010) Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras
“calor” e “temperatura” de forma diferente de como elas são usadas no meio científico. Na linguagem corrente, calor é identificado como “algo quente” e temperatura mede a “quantidade de calor de um corpo”.
Esses significados, no entanto, não conseguem explicar diversas situações que podem ser verificadas na prática.
Do ponto de vista científico, que situação prática mostra a limitação dos conceitos corriqueiros de calor e temperatura?
a) A temperatura da água pode ficar constante durante o tempo que estiver fervendo.
b) Uma mãe coloca a mão na água da banheira do bebê para verificar a temperatura da água.
c) A chama de um fogão pode ser usada para aumentar a temperatura da água em uma panela.
d) A água quente que está em uma caneca é passada para outra caneca a fim de diminuir sua temperatura;
e) Um forno pode fornecer calor para uma vasilha de água em seu interior com menor temperatura do que a dele.
02. (ENEM 2013) Em um experimento foram utilizadas duas
garrafas PET, uma pintada de branco e a outra de preto, acopladas cada uma a um termômetro. No ponto médio da distância entre as garrafas, foi mantida acesa, durante alguns minutos, uma lâmpada incandescente. Em seguida a lâmpada foi desligada. Durante o experimento, foram monitoradas as temperaturas das garrafas: a) enquanto a lâmpada permaneceu acesa e b) após a lâmpada ser desligada e atingirem equilíbrio térmico com o ambiente.
Esquema que representa duas garrafas sendo aquecidas por uma lâmpada incandescente
A taxa de variação da temperatura da garrafa preta, em comparação à da branca, durante todo experimento, foi
a) igual no aquecimento e igual no resfriamento. b) maior no aquecimento e igual no resfriamento. c) menor no aquecimento e igual no resfriamento. d) maior no aquecimento e menor no resfriamento. e) maior no aquecimento e maior no resfriamento.
03.( ENEM 2011)
A tirinha faz referência a uma propriedade de uma grandeza Física, em que a função do jornal utilizado pelo homem é a de a) absorver a umidade que dissipa calor.
09. (PUC-PR) Na figura a seguir temos dois termômetros: um
graduado na escala Celsius, e outro numa escala “x”. A corres-pondência entre os pontos fixos é mostrada na figura. A equação de conversão das temperaturas é:
a) Tx = Tc + 50 b) Tx = Tc - 50 c) Tx = Tc + 50 d) Tx = Tc - 50 e) Tx = Tc + 50
10. (CEFET-PR) Se dois corpos A e B estiverem em equilíbrio
térmico com um terceiro C, conclui-se que: a) os 3 corpos estão em repouso.
b) os corpos A e B estão na mesma temperatura.
c) a diferença de temperatura entre os corpos é não nula. d) a temperatura de C é a media das temperaturas de A e B. e) a temperatura de C é menor que A de B.
11. Duas escalas termométricas x e y estão relacionadas
pe-lo diagrama a seguir. A equação de conversão entre elas é y = ax + b. Calcular o valor de a.
12.(UEPG-PR) A temperatura é uma das grandezas físicas mais
conhecidas dos leigos. Todos os
dias boletins meteorológicos são divulgados anunciando as prováveis temperaturas máxima e mínima do período. A grande maioria da população conhece o termômetro e tem seu próprio conceito sobre temperatura. Sobre temperatura e termômetros, assinale o que for correto.
(01) A fixação de uma escala de temperatura deve ser associada a uma grandeza física que, em geral, varia arbitrariamente com a temperatura.
(02) Grau arbitrário é a variação de temperatura que provoca na propriedade termométrica uma variação correspondente a uma unidade da variação que esta mesma propriedade sofre quando o termômetro é levado do ponto de fusão até o ponto de ebulição da água.
(04) Temperatura é uma medida da quantidade de calor do corpo. (08) A água é uma excelente substância termométrica, dada sua abundância no meio ambiente.
(16) Dois ou mais sistemas físicos, colocados em contato e isolados de influências externas, tendem para um estado de equilíbrio térmico, que é caracterizado por uma uniformidade na temperatura dos sistemas.
13.(PUC-PR) Dona Maria do Desespero tem um filho chamado
Pedrinho, que apresentava os sintomas característicos da gripe causada pelo vírus H1N1: tosse, dor de garganta, dor nas articulações e suspeita de febre. Para saber a temperatura corporal do filho, pegou seu termômetro digital, entretanto, a pilha do termômetro tinha se esgotado.
Como segunda alternativa, resolveu utilizar o termômetro de mercúrio da vovó, porém, constatou que a escala do termômetro tinha se apagado com o tempo, sobrando apenas a temperatura
mínima da escala 35oC e a temperatura máxima de 42oC.
Lembrou-se, então, de suas aulas de Termometria do Ensino Médio. Primeiro ela mediu a distância
entre as temperaturas mínima e máxima e observou h = 10 cm. Em seguida, colocou o termômetro embaixo do braço do filho, esperou o equilíbrio térmico e, com uma régua, mediu a altura
da coluna de mercúrio a partir da temperatura de 35oC, ao que
encontrou h = 5 cm.
Com base no texto, assinale a alternativa CORRETA.
a) Pedrinho estava com febre, pois sua temperatura era de 38,5oC.
b) Pedrinho não estava com febre, pois sua temperatura era de 36,5oC.
c) Uma variação de 0,7oC corresponde a um deslocamento de 0,1
cm na coluna de mercúrio.
d) Se a altura da coluna de mercúrio fosse h = 2 cm a temperatura correspondente seria de 34oC.
e) Não é possível estabelecer uma relação entre a altura da coluna de mercúrio com a escala termométrica.
14.(UNIFESP-SP) O texto a seguir foi extraído de uma matéria
sobre congelamento de cadáveres para sua preservação por muitos anos, publicada no jornal O Estado de S. Paulo de 21.07.2002.
Após a morte clínica, o corpo é resfriado com gelo. Uma injeção de anticoagulantes é aplicada e um fluido especial é bombeado para o coração, espalhando-se pelo corpo e empurrando para fora os fluidos naturais. O corpo é colocado numa câmara com gás nitrogênio, onde os fluidos endurecem em vez de congelar. Assim que atinge a temperatura de –321º, o corpo é levado para um tanque de nitrogênio líquido, onde fica de cabeça para baixo. Na matéria, não consta a unidade de temperatura usada. Considerando que o valor indicado de –321º esteja correto e que pertença a uma das escalas, Kelvin, Celsius ou Fahrenheit, pode-se concluir que foi usada a escala:
a) Kelvin, pois trata-se de um trabalho científico e esta é a unidade adotada pelo Sistema Internacional.
b) Fahrenheit, por ser um valor inferior ao zero absoluto e, portanto, só pode ser medido nessa escala.
c) Fahrenheit, pois as escalas Celsius e Kelvin não admitem esse valor numérico de temperatura.
d) Celsius, pois só ela tem valores numéricos negativos para a indicação de temperaturas.
e) Celsius, por tratar-se de uma matéria publicada em língua portuguesa e essa ser a unidade adotada oficialmente no Brasil.
15.(ITA) O verão de 1994 foi particularmente quente nos
Estados Unidos da América. A diferença entre a máxima
temperatura do verão e a mínima do inverno anterior foi de
60ºC. Qual o valor desta diferença na escala Fahrenheit?
a) 33ºF
b) 60ºF
c) 92ºF
d) 108ºF
e) 140ºF
16.(MACKENZIE) O quíntuplo de uma certa indicação de
temperatura registrada num termômetro graduado na escala
Celsius excede em 6 unidades o dobro da correspondente
indicação na escala Fahrenheit. Esta temperatura, medida
na escala Kelvin, é de:
a) 50K
b) 223K
c) 273K
d) 300K
e) 323K
17. (ITA-SP) A tomar a temperatura de um paciente, um médico
só dispunha de um termômetro graduado em graus Fahrenheit. Para se precaver, ele fez antes alguns cálculos e marcou no
termômetro a temperatura correspondente a 42 oC
(temperatu-ra crítica do corpo humano). Em que posição da escala do ter-mômetro ele marcou essa temperatura?
a) 106,2 b) 107,6 c) 102,6 d) 180,0 e) 104,4
18. (ITA SP) Para medir a febre de pacientes, um estudante de
medicina criou sua própria escala linear de temperatura. Nessa nova escala, os valores de 0 (zero) a 10 (dez) correspondem respectivamente a 37C e 40C. A temperatura de mesmo valor numérico em ambas escalas é aproximadamente:
a) 52,9C b) 28,5C c) 74,3C d) -8,5C e) -28,5C
19. Um termômetro defeituoso marca -2 oC para o ponto de gelo
e 103 oC para o ponto de vapor. Pede-se:
a) Estabeleça uma fórmula de correção entre as temperaturas erradas (θe) e as temperaturas corretas (θc);
b) Qual a indicação do termômetro para um corpo cuja temperatura correta é 70oC;
c) Há uma temperatura para qual esse termômetro dispensa correção. Qual é ela?
20. (FATEC-SP) Construi-se um alarme de temperatura baseado
em uma coluna de mercúrio e um sensor de passagem, como sugere a figura.
A altura do sensor óptico (par laser-detetor), em relação ao nível H, pode ser regulada de modo que, à temperatura desejada, o mercúrio impeça a chegada de luz no detetor, disparando o alarme. Calibrou-se o termômetro usando os pontos principais da água e um termômetro auxiliar, graduado na escala Celsius,
de modo que a 0 oC a altura da coluna de mercúrio é igual a 8
cm, enquanto a 100 oC a altura é de 28 cm. A temperatura do
ambiente monitorado não deve exceder 60 oC. O sensor óptico
(par laser-detetor) deve, portanto, estar a uma altura de: a) H = 20 cm b) H = 10 cm c) H = 12 cm d) H = 6 cm e) H = 4 cm
DILATAÇÃO TÉRMICA
DOS SÓLIDOS
Quando um corpo é aquecido (ou resfriado), ele sofre uma
variação nas suas dimensões em consequência de uma
variação no grau de agitação térmica molecular, causando
uma maior ou menor separação entre as suas moléculas.
Estas variações das dimensões dos corpos pela ação do
calor constituem as
dilatações térmicas
e podem ser
divididas em:
Dilatação Linear
É a variação de comprimento (∆l) sofrida por uma barra
quando submetida a uma variação de temperatura (∆t).
Dilatação Superficial
É a variação da área da superfície (∆S) de um corpo devido
ao aumento de temperatura.
Variação de duas dimensões do corpo.
Dilatação Volumétrica
Dilatação volumétrica (ou cúbica) é a variação de volume
de um corpo devido a uma variação de temperatura.
Variação em todas as direções.
L
o= comprimento inicial
L = comprimento final
S
o= área inicial
S = área final
V
o= volume inicial
V = volume final
α
= coeficiente de dilatação linear
β
= coeficiente de dilatação superficial
γ
= coeficiente de dilatação volumétrica
∆
T = variação da temperatura
Relação entre os
Coeficientes de Dilatação
Coeficiente de dilatação linear:
como será detalhado a
seguir, é uma propriedade da substância que compõe o
corpo, e cada substância
tem um valor próprio.
Coeficiente de dilatação superficial (β):
é uma
característica do material de que é feito o corpo.
Cada material tem seu próprio coeficiente e, quanto maior
é o seu valor, maior será a sua capacidade de dilatação.
Para determinada substância, o valor de βé o dobro do
valor de seu α. Assim:
β = 2 .α
Coeficiente de dilatação volumétrica (γ):
é uma
característica do material do qual é feito o corpo. Cada
material tem seu próprio coeficiente e, quanto maior for
seu valor, maior será a capacidade de dilatação do objeto.
Para determinada substância, o valor de γ é o triplo do
valor de seu α. Assim:
γ = 3. α
21. Numa dilatação linear, a variação do comprimento ∆l de
uma barra:
01) É diretamente proporcional ao comprimento inicial para a mesma variação de temperatura e para um mesmo mate-rial;
02) Independe do material de que a barra é feita;
04) É diretamente proporcional à variação da temperatura para o mesmo comprimento inicial e para o mesmo material; 08) Independe da variação da temperatura;
16) Independe do comprimento inicial.
22. (ACAFE) Uma barra metálica, inicialmente a 20oC, é
aquecida até 260oC e sofre uma dilatação igual a 0,6% do seu
comprimento inicial. Determine em oC-1, o coeficiente de dilatação
linear médio do metal nesteintervalo de temperatura.
TESTES
23. (UFPR) Um cilindro maciço de aço tem o diâmetro de 5,004
cm e um anel de latão tem diâmetro interno de 5,000 cm, ambos a 20oC. Sendo o coeficiente de dilatação linear do aço 1,2.10-5oC-1
e o do latão é 2,0.10-5 oC-1, assinale as proporções verdadeiras:
01) Para que se possa encaixar o cilindro no anel, ambos à mesma temperatura, é necessário aquecê-los;
02) O anel não se encaixará no cilindro, qualquer que seja a temperatura;
04) Pode-se encaixar o anel, apenas resfriando o cilindro; 08) O anel se soltará se, depois de encaixado à mesma
tem-peratura, o conjunto for resfriado;
16) Se, após ser encaixado à mesma temperatura, o conjunto for aquecido suficientemente, o anel se soltará;
32) Aquecendo somente o anel, será possível encaixá-lo no cilindro.
24. (ACAFE) Durante o aquecimento de uma placa de alumínio
com um furo no centro, as dimensões da placa: a) ficam constantes e as do furo diminuem; b) e as do furo diminuem;
c) aumenta e a dos furos diminuem;
d) aumentam e as do furo permanecem constantes; e) e as do furo aumentam.
25. (UFPR) Os coeficientes de dilatação térmica, linear, superficial
e volumétrico para pequenas variações de temperatura e num material isótropo, estão relacionados entre si, sendo as seguintes as relações existentes. a) β = 3α e γ = 2α b) α = 3β e α = 2γ c) β = 2α e γ = 3α d) β = 3γ e α = 2γ e) γ = 3β e α = 2β
26. (UEPG-PR) Dilatação térmica é o fenômeno pelo qual variam
as dimensões geométricas de um corpo quando este experimenta uma variação de temperatura. Sobre esse fenômeno físico, assinale o que for errado.
I. Em geral, as dimensões de um corpo aumentam quando a temperatura aumenta.
II. Um corpo oco se dilata como se fosse maciço.
III. A tensão térmica explica por que um recipiente de vidro grosso comum quebra quando é colocada água em ebulição em seu interior.
IV. A dilatação térmica de um corpo é inversamente proporcional ao coeficiente de dilatação térmica do material que o constitui. V. Dilatação aparente corresponde à dilatação observada em um líquido contido em um recipiente.
a) I, II e III b) I, III e V c) II, IV e V d) todas e) apenas a IV
27. (PUC-PR) A figura a seguir nos mostra um par bimetálico
de aço e zinco. O coeficiente de dilatação linear do zinco é aproximadamente o dobro do coeficiente do aço. Quando o aquecermos, poderemos afirmar que o seu aspecto será:
28. (UFCE) Um disco metálico tem 100 cm2 de área a 0oC.
Quando a 100oC, a área do disco é 100,2 cm2, o coeficiente de
dilatação volumétrica do metal vale K . 10-5 oC-1. Obter o valor
de K.
29. (UF-VIÇOSA-MG) A figura representa a variação do
com-primento de uma determinada barra homogênea. O valor do coeficiente de dilatação linear do material que é constituída a barra é : a) 5 . 10-4oC-1 b) 1 . 10-3oC-1 c) 5 . 10-5oC-1 d) 1 . 10-4oC-1 e) 5 . 10-3oC-1
30.(MACKENZIE) Ao se aquecer de 1,0ºC uma haste metálica
de 1,0m, o seu comprimento aumenta de 2,0 . 10-2mm. O aumento do comprimento de outra haste do mesmo metal, de medida inicial 80cm, quando a aquecemos de 20ºC, é:
a) 0,23 mm b) 0,32 mm c) 0,56 mm d) 0,65 mm e) 0,76 mm
31.(VUNESP-SP) 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 α = 11 . 10-6 °C-1. Se a 10°C o comprimento de um trilho é de 30m, de quanto aumentaria o seu comprimento se a temperatura aumentasse para 40°C?
a) 11 . 10-4 m
b) 33 . 10-4 m
c) 99 . 10-4 m
d) 132 . 10-4 m
e) 165 . 10-4 m
32.(UEL-PR) O coeficiente de dilatação linear do aço é 1,1.10-5
ºC. Os trilhos de uma via férrea têm 12m cada um na temperatura de 0ºC. Sabendo-se que a temperatura máxima na região onde se encontra a estrada é 40ºC, o espaçamento mínimo entre dois trilhos consecutivos deve ser, aproximadamente, de:
a) 0,40 cm b) 0,44 cm c) 0,46 cm d) 0,48 cm e) 0,53 cm
linear do material da barra B, é: a) 1/3 b) 1/2 c) 1 d) 2 e) 3
37. (UNIVEST-SP) Um arame é encurvado em forma de um
aro circular de raio R, tendo porem uma folga d entre suas
extremidades, conforme indica a figura. Aquecendo-se esse
arame, é correto afirmar que a medida de R e a medida de d,
respectivamente:
a) aumentará - não se alterará b) aumentará - aumentará c) aumentará - diminuirá d) não se alterará - aumentará e) não se alterará - diminuirá
38. (FUVEST) Considere uma chapa de ferro circular, com um
orifício circular concêntrico. À temperatura inicial de 30 oC, o
orifício tem um diâmetro de 1,0 cm. A chapa é então aquecida a 330 oC.
a) Qual a variação do diâmetro e da área do furo, se o coeficiente de dilatação térmica linear do ferro é 12.10-6oC-1?
b) A variação da área do furo depende do diâmetro da chapa?
39. (FGV) Suponha que você encontrasse nesta prova o seguinte
teste:
Com relação ao fenômeno da dilatação térmica nos sólidos, é correto afirmar que:
a) toda dilatação, em verdade, ocorre nas três dimensões: largura, comprimento e altura.
b) quando um corpo que contém um orifício dilata, as dimensões do orifício dilatam também.
c) os coeficientes de dilatação linear, superficial e volumétrica, em corpos homogêneos e isótropos, guardam, nesta ordem, a proporção de 1 para 2 para 3.
d) a variação das dimensões de um corpo depende de suas dimensões iniciais, do coeficiente de dilatação e da variação de temperatura sofrida.
e) coeficientes de dilatação são grandezas adimensionais e dependem do tipo de material que constitui o corpo. Naturalmente, a questão deveria ser anulada, por apresentar, ao todo:
a) nenhuma alternativa correta. b) duas alternativas corretas. c) três alternativas corretas. d) quatro alternativas corretas. e) todas as alternativas corretas.
33.(UFPR-PR) Uma taça de alumínio de 120 cm3 contém 119
cm3 de glicerina a 21°C. Considere o coeficiente de dilatação
linear do alumínio como sendo de 2,3.10-4 K-1 e o coeficiente de dilatação volumétrico da glicerina de 5,1.10-4 K-1.
Se a temperatura do sistema taça-glicerina for aumentada para 39°C, a glicerina transbordará ou não? Em caso afirmativo, determine o volume transbordado; em caso negativo, determine o volume de glicerina que ainda caberia no interior da taça.
34.(ENEM 2011) Muitas vezes observamos uma parede cair em
um incêndio devido à dilatação da viga de concreto. Considerando que uma viga de 5 m de comprimento a 20 ºC fica sujeita a um incêndio que eleva a temperatura da viga para 1.270 ºC, qual será a variação do
comprimento da viga se o coeficiente de dilatação linear do concreto for 1,2 · 10–5 ºC ? a) 2,5 cm b) 5,00 cm c) 7,5 cm d) 7,62 cm e) 15 cm
35.(ENEM-MEC) A gasolina é vendida por litro, mas em sua
utilização como combustível, a massa é o que importa. Um aumento da temperatura do ambiente leva a um aumento no volume da gasolina. Para diminuir os efeitos práticos dessa variação, os tanques dos postos de gasolina são subterrâneos. Se os tanques NÃO fossem subterrâneos:
I. Você levaria vantagem ao abastecer o carro na hora mais quente do dia pois estaria comprando mais massa por litro de combustível. II. Abastecendo com a temperatura mais baixa, você estaria comprando mais massa de combustível para cada litro.
III. Se a gasolina fosse vendida por kg em vez de por litro, o problema comercial decorrente da dilatação da gasolina estaria resolvido.
Destas considerações, somente: a) I é correta. b) II é correta c) III é correta d) I e II são corretas. e) II e III são corretas
36.(MACKENZIE) Na realização de uma experiência, foram
aquecidas duas barras metálicas A e B, construindo-se o gráfico dado. Esse gráfico mostra a variação do comprimento L das em
função da temperatura θ. A relação , entre o coeficiente
DILATAÇÃO TÉRMICA
DOS LÍQUIDOS
Para os líquidos, estuda-se somente a dilatação
volumétrica. Como eles sempre estão contidos no interior
de um recipiente, além da dilatação do líquido temos que
analisar a dilatação do recipiente. A lei que rege a dilatação
dos líquidos é a mesma dos sólidos, valendo, portanto, as
mesmas expressões matemáticas:
Sendo conhecida a dilatação do recipiente, determina-se a
dilatação real do líquido (∆V) da seguinte maneira:
Relação entre os coeficientes de dilatação real, aparente e
do recipiente:
• Variação do volume real do líquido:
• Variação do volume do frasco:
• Dilatação aparente do líquido: A dilatação do líquido
que ultrapassa a dilatação do recipiente é denominada
dilatação aparente (ΔVAp). Essa é a parte da dilatação
do líquido que se pode ver, por isso recebe esse nome.
No entanto, a dilatação real do líquido é aquela que se
pode ver (aparente) somada à do recipiente, que dificilmente
pode ser observada a olho nu. Assim, podemos concluir que:
ΔVL = ΔVap + ΔVr
Dilatação Anômala da
Água
Aquecendo certa massa “m” de água, inicialmente a 0
oC, até
a temperatura de 4
oC, verificamos que o volume diminui, pois
o nível da água no recipiente baixa, ocorrendo contração.
Resumo
TESTES
40. Um frasco de vidro, cuja capacidade a 20oC é 1000 cm3, está
completamente cheio com um líquido X. O conjunto foi aquecido de 20oC a 120oC, extravasando 10 cm3. Podemos afirmar que:
(Dado: αvidro = 8.10-6oC-1)
01) O coeficiente de dilatação aparente do líquido é 10-4 oC-1
02) A dilatação do recipiente é igual a 2,4 cm3.
04) A dilatação real do líquido é igual a 12,4 cm3.
08) O coeficiente de dilatação real do líquido é 1,24.10-4 oC-1. 41. (UFRN) Suponha um recipiente com capacidade de 1,0 litro
cheio com um líquido que tem o coeficiente de dilatação volumétrica
duas vezes maior que o coeficiente do material do recipiente.
Qual a quantidade de líquido que transbordará quando o conjunto sofrer uma variação de temperatura de 30oC? (Dado: coeficiente
de dilatação volumétrica do líquido = 2.10-5/oC).
a) 0,01 cm3
b) 0,09 cm3
c) 0,30 cm3
d) 0,60 cm3
e) 1,00 cm3
42. (PUC-RS) Um recipiente contém certa massa de água na
temperatura inicial de 2oC, na pressão normal; quando é aquecido,
sofre uma variação de temperatura de 3oC. Pode-se afirmar que,
nesse caso, o volume da água : a) Diminui e depois aumenta b) Aumenta e depois diminui
c) Diminui d) Aumenta
e) Permanece constante
43. (UBERLÂNDIA-MG) Você enche totalmente o tanque de
gasolina do seu carro e o estaciona ao sol. Ao voltar, verifica que uma certa quantia de gasolina derramou. Você conclui que: a) Só a gasolina dilatou.
46. (OSEC) Um recipiente de ferro tem coeficiente de dilatação
linear 12 . 10-6(oC)-1. Ele está a 0oC e totalmente cheio de um
líquido cujo volume é 120 cm3. Ao se aquecer o conjunto a
200oC, extravasam 12cm3 do líquido. O coeficiente de dilatação
real do líquido vale:
47. (UF GOIÁS) Um recipiente contém 100 cm3 de mercúrio
a 30oC. O coeficiente de dilatação do mercúrio é 1,8.10-4oC-1.
No gráfico, está representado o volume do recipiente quando o conjunto é aquecido até 80°C. Nessas condições, o nível do líquido no interior do recipiente desce, sobe ou permanece constante? Prove.
48. (UEPA) Um recipiente de vidro encontra-se completamente
cheio de um líquido a 0oC. Quando se aquece o conjunto até
80oC, o volume do líquido que transborda corresponde a 4% do
volume que o líquido possuía a 0oC. Sabendo que o coeficiente
de dilatação volumétrica do vidro é 27.10-6 /oC, o coeficiente de
dilatação real do líquido vale: a) 27.10-7/oC
b) 127.10-7/oC
c) 473.10-6/oC
d) 500.10-6/oC
e) 527.10-6/oC
50. (UDESC) Um recipiente para líquidos, com capacidade para
120 litros, é completamente cheio a uma temperatura de 10oC.
Esse recipiente é levado para um local onde a temperatura é de
30oC. Sendo o coeficiente de dilatação volumétrica do líquido
igual a 1,2.10 -3 oC -1, considerando desprezível a variação de
volume do recipiente, a quantidade de liquido derramado é: a) 5,76
b) 2,88 c) 0,24 d) 0,024 e) 4,32
51. Um copo de vidro de capacidade 100 cm3, a 20,0o C, contém
98,0 cm3 de mercúrio a essa temperatura. O mercúrio começará
a extravasar quando a temperatura do conjunto, em oC, atingir o
valor de: (Dados: coeficientes de dilatação cúbica do mercúrio = 180.10-6/oC e do vidro = 9,00.10-6/oC).
52. (UFRJ) Pela manhã, com temperatura de 10oC, João
encheu completamente o tanque de seu carro, cuja capacidade é de 50 litros, com gasolina e pagou R$ 33,00. Logo após o estacionamento, deixou o carro no mesmo local, só voltando para buscá-lo mais tarde, quando a temperatura atingiu a marca
de 30oC. Sabendo-se que o combustível extravasou, que o
tanque praticamente não se dilatou e que a gasolina custava na época R$ 1,10, o litro, quanto João perdeu em dinheiro? É dado o coeficiente de dilatação volumétrica da gasolina, que é igual a 1,1.10 -3oC-1.
53. Um motorista foi surpreendido por uma pane seca em seu
carro, isto é, total falta de combustível no tanque. Empurrou então seu carro até um posto de abastecimento, onde o frentista colocou 50 litros de gasolina, preenchendo completamente
o tanque, à temperatura de 20oC. Tendo deixado o carro
estacionado ao sol, no próprio posto, onde a temperatura
chegou a 30oC no decorrer do dia, o motorista constatou, ao
voltar, que uma parte da gasolina transbordara. Sendo 1,8.10-5
oC-1 o coeficiente de dilatação térmica linear do material de que
é feito o tanque e 1,2.10 -3oC-1 o coeficiente de dilatação térmica
volumétrica da gasolina, determine o volume de gasolina que transbordou.
44. (MARINGÁ) Aquecendo-se determinada massa de água de
0oC a 4oC, sob pressão normal, podemos afirmar que:
01) O volume e a massa aumentam. 02) O volume e a densidade aumentam. 04) O volume e a massa diminuem.
08) O volume diminui e a densidade aumenta. 16) A massa permanece constante.
32) O volume aumenta e a densidade diminui. 64) O volume diminui e a massa aumenta.
45. (UEPG) Um balão está completamente cheio de mercúrio
a 0oC. Nesta temperatura, seu volume é 100 cm3. Sendo o
coeficiente de dilatação linear do vidro 9.10-6/oC e o coeficiente
de dilatação real do mercúrio 180.10-6/oC, o volume de mercúrio
que extravasará, quando o conjunto for aquecido a 10°C, será: a) 2,05 cm3
b) 4 cm3
c) 1,04 cm3
d) 1,53 cm3
e) 0,153 cm3
49. A respeito da água, julgue as afirmativas a seguir:
I. A mesma específica da água é mínima a 4oC.
II. A água não dilata entre 0oC e 4oC.
III. De 0oC a 4oC o volume da água diminui com o aquecimento.
IV. A massa específica da água cresce de 0oC a 4oC e depois
decresce de 4oC em diante.
CALORIMETRIA
A
CALORIMETRIA
é a parte da termologia onde são
estudadas as medidas das quantidades de calor trocadas
pelos corpos durante uma transformação.
Calor
É uma forma de energia em trânsito, que se transfere
entre dois corpos, devido à diferença de temperatura entre
eles. A quantidade de calor (Q) é a mesma desta energia
transferida e se traduz, como uma variação na sua
tem-peratura ou como uma mudança no seu estado físico.
Como o calor é energia, o número que exprime certa
quantidade de calor terá unidades de energia. Assim:
No sistema CGS
_ _ _ _ _ _ _ _ ERG
No sistema MKS (SI)
_ _ _ _ _ _ _ _ JOULE (J )
No sistema MKgFS
_ _ _ _ _ _ _ _ KGM
Entretanto, na prática, é de grande uso popular usarmos a
Caloria (cal) e a Quilocaloria (Kcal).
Uma caloria é a quantidade de calor necessária para
aquecer um grama de água pura, sob pressão normal
(1atm), de 14,5°C a 15,5°C.
1 cal = 4,18 J
1 Kcal = 1.000 cal
O conceito de calor no cotidiano
Quando a energia térmica está no corpo, ela é denominada
energia interna, mas quando está em trânsito, passando
de um corpo para outro, é denominada calor. No entanto,
frases como “estou com calor” ou “este corpo tem
calor”, denotando altas temperaturas, contrapõem-se ao
formalismo da Física, pois, para essa ciência, o conceito
de calor tem significado muito específico: calor é energia
térmica em trânsito. Se uma quantidade de energia é
transferida de um corpo para outro, aquele que perde
energia diminui sua temperatura e, por isso, as partículas
que o compõem passam a vibrar menos. O corpo que
recebe a energia tem sua temperatura aumentada,
Equação Geral da
Calorimetria
Onde: Q = m.c .∆t
“
c” é uma característica do material, denominado calor
específico.
Cada substância tem o seu próprio calor específico.
Ele é um número que indica a quantidade de calor que
devemos fornecer (ou retirar) de 1 g da substância para
variar de 1°C sua temperatura. A unidade usual de calor
específico é:
cal/g°C.
Essa grandeza é uma característica de cada tipo de
substância e indica o comportamento do material quando
exposto a uma fonte de calor.
A tabela a seguir indica o calor específico de algumas
substâncias.
SUBSTÂNCIA
CALOR ESPECÍFICO (cal/g
oC)
Água
1,00
Gelo
0,50
Alumínio
0,21
Areia
0,20
Vidro
0,16
Aço
0,10
Ouro
0,03
Capacidade Térmica
Capacidade térmica (ou capacidade calorífica) de um
corpo é a razão entre a quantidade de calor a ele cedida e
a respectiva variação de temperatura.
Para a água: c = 1 cal /g°C
Para o gelo: c = 0,5 cal / g°C
Para o vapor d’ água: c = 0,5 cal /g°C
Se a temperatura de um corpo se elevar de ∆T ao receber
uma quantidade de calor Q, sua capacidade térmica (C)
será:
54. Um frasco de vidro tem capacidade volumétrica de 540 cm3
a 20oC. Verifica-se que, colocando um volume determinado de
mercúrio a 20oC, qualquer que seja a variação de temperatura,
o volume da parte vazia do frasco não se altera. Sendo 9,0.10-6 oC-1 o coeficiente de dilatação linear do vidro e 180.10-6oC-1 o
coeficiente de dilatação cúbica do mercúrio, determine o volume de mercúrio a 20 ºC colocado no frasco.
Pela equação fundamental da calorimetria, a capacidade
térmica de um corpo é o produto de sua massa pelo calor
específico do material que constitui o corpo.
A capacidade térmica é uma grandeza física que indica a
quantidade de calor que o corpo precisa receber ou ceder
para a sua temperatura variar de um grau.
A capacidade térmica depende da massa, da natureza da
substância, da temperatura e da pressão.
Essa grandeza mostra o comportamento de um corpo ao
receber calor,
indicando se ele variará muito ou pouco a
sua temperatura
. Os corpos da figura abaixo são feitos do
mesmo material, mas a massa do corpo A é superior à do
corpo B. Ao receberem calor de uma mesma fonte térmica,
perceberemos que a variação de temperatura sofrida pelo
corpo A será menor que a sofrida pelo corpo B. Sendo
assim, dizemos que o corpo B possui menor capacidade
térmica, isto é, precisa de pouca energia para elevar a sua
temperatura.
Perceba que a
capacidade térmica é uma característica
do corpo, e não da substância
. Os objetos representados
acima são constituídos pelo mesmo material, mas possuem
capacidades térmicas diferentes porque possuem massas
diferentes.
Princípio das Trocas de
Calor
Quando, em um sistema isolado, juntamos dois ou mais
corpos a temperaturas diferentes, eles irão trocar calor, até
que o sistema atinja o equilíbrio térmico, de tal forma que
a quantidade de calor cedida por alguns corpos é igual a
quantidade de calor recebida por outros.
As trocas de calor são feitas, em geral, em aparelhos
denominados calorímetros.
Equivalente em água de um
corpo
•
Quando um corpo recebe uma quantidade de calor “Q”,
Potência de uma fonte
calorífica
•
Calor é uma forma de energia:
Portanto:
•
Embora a unidade SI seja o watt(W) é mais comum usar
unidades mistas como:
Q
cedido= Q
recebidosua temperatura aumenta “∆T”e, como já se sabe, C =
∆
QT
é a sua capacidade térmica.
•
Uma massa de água que tenha o mesmo comportamento
térmico do corpo em questão, isto é, que ao receber uma
quantidade de calor “Q” também eleva sua temperatura de
“AT”
Esta massa de água chama-se
equivalente em água
do corpo (EA)
e é numericamente igual à capacidade
térmica deste corpo.
TESTES
55.(ENEM 2017) No manual fornecido pelo fabricante de uma
ducha elétrica de 220V é apresentado um gráfico com a variação da temperatura da água em função da vazão para três condições (morno, quente e superquente). Na condição superquente, a potência dissipada é de 6500 W.
Considere o calor específico da água igual a 4200 J/(kg C) e a densidade da água igual a 1 kg/L.
Elevação de temperatura x Curva vazão
Com base nas informações dadas, a potência na condição morno corresponde a que fração da potência na condição superquente? 1. ⅓ 2. / 3. / 4. ⅜ 5. ⅝ 1 3 5 5
E.A = NC
Fonte Térmica
ΔT
A< ΔT
BB
A
56.(ENEM 2016) Num experimento, um professor deixa duas
bandejas de mesma massa, uma de plástico e outra de alumínio, sobre a mesa do laboratório. Após algumas horas, ele pede aos alunos que avaliem a temperatura das duas bandejas, usando para isso o tato. Seus alunos afirmam, categoricamente, que a bandeja de alumínio encontra-se numa temperatura mais baixa. Intrigado, ele propõe uma segunda atividade, em que coloca um cubo de gelo sobre cada uma das bandejas, que estão em equilíbrio térmico com o ambiente, e os questiona em qual delas a taxa de derretimento do gelo será maior.
a) O aluno que responder corretamente ao questionamento do professor dirá que o derretimento ocorrerá mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem uma maior condutividade térmica que a de plástico.
b) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem inicialmente uma temperatura mais alta que a de alumínio. c) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem uma maior capacidade térmica que a de alumínio.
d) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem um calor específico menor que a de plástico.
e) com a mesma rapidez nas duas bandejas, pois apresentarão a mesma variação de temperatura.
a) Os dois corpos aumentam as suas temperaturas em valores iguais.
b) O corpo de alumínio sofre maior variação de temperatura. c) O corpo de cobre sofre maior variação de temperatura. d) As temperaturas de ambos não sofrem alterações.
59. Um corpo de massa 50g recebe 300 cal e a sua temperatura
se eleva de -10oC até 20oC. Determine:
a) A capacidade térmica do corpo. b) O calor específico do material.
60. (PUC-PR) Misturando 400g de água a 10oC, com 100g de
água, a 60oC, em um calorímetro ideal, calcular a temperatura
final da mistura, em oC.
57. (UFSC) Uma barra de ferro de 500 g de massa deve ser
aquecida de 20oC a 220oC. Determine a quantidade de calor que
a barra deve receber. Considere c = 0,11 cal/goC
58. (CEFET-PR) Dois corpos, um de alumínio e outro de cobre,
têm a mesma massa. O calor específico do alumínio é de 0,22 cal/goC e o do cobre 0,094 cal/goC. Se ambos recebem a mesma
quantidade de calor e não mudam de estado físico, podemos afirmar que:
61. (PUC-PR) Um corpo de 200g de massa e calor específico 0,2
cal/goC e a 60oC, é colocado dentro de um recipiente adiabático,
contendo 100g de um líquido de calor específico 0,6 cal/goC
e a 10oC. Calcular, em graus Celsius, a temperatura final de
equilíbrio térmico.
62. (UFPR) Num dia frio, uma pessoa deseja aquecer as mãos
esfregando uma contra a outra. Suponha que 40% da energia muscular gasta pela pessoa, seja transformada em calor que aquece as mãos. Considere, ainda, que a massa total aquecida das mãos seja equivalente a 100 gramas, que elas tenham um
calor específico médio equivalente a 0,80 cal/goC e que a sua
temperatura média varie de 10oC. Determine a energia muscular
dispendida, em quilocalorias.
63. (MARINGÁ) Dois corpos, de massas diferentes, estão
à mesma temperatura inicial. Após receberem uma mesma quantidade de calor, ambos chegam à mesma temperatura final. Podemos concluir que:
a) As massas são diretamente proporcionais aos calores específicos.
b) Os calores específicos dos dois corpos são iguais.
c) As capacidades térmicas dos dois corpos são iguais.
d) Os calores específicos são diretamente proporcionais à temperatura final.
e) Não é possível, nestas condições, atingir a mesma temperatura final.
64. (PUC-MG) O calor específico da água é 1 cal/g.°C (uma
caloria por grama grau Celsius). Isso significa que:
a) para se aumentar a temperatura em um grau Celsius de um grama de água, deve-se fornecer um caloria.
b) para se diminuir a temperatura em um grau Celsius de um grama de água, deve-se fornecer um caloria.
c) para se diminuir a temperatura em um grau Celsius de um grama de água, devem-se retirar 10 calorias.
d) para se aumentar a temperatura em um grau Celsius de um grama de água, deve-se retirar um caloria.
65. (UFPR) Dois corpos de massas diferentes estão inicialmente
em contato térmico, de modo que suas temperaturas são iguais. Em seguida, isola-se um do outro e ambos recebem a mesma quantidade de calor de uma fonte térmica. A respeito de suas temperaturas imediatamente após esta operação, é correto afirmar que:
08) Somente seriam iguais, se o calor específico de um corpo fosse igual ao do outro.
16) Seriam as mesmas, se os corpos tivessem a mesma massa e o mesmo calor específico.
66. Consideremos dois corpos de substâncias diferentes e de
mesma massa, que recebem a mesma quantidade de calor. A variação de temperatura é:
a) Maior no corpo de menor calor específico. b) Maior no corpo de maior calor específico.
c) Maior no corpo que tiver inicialmente temperatura menor. d) Maior no corpo que tiver inicialmente temperatura menor. e) Igual para os dois corpos.
67. (ACAFE) Um martelo de 2 kg, movendo-se a 50 m/s, golpeia
uma bola de chumbo de 100g em uma bigorna. Se metade da energia cinética do martelo for aquecer o chumbo, qual será a variação de temperatura do chumbo, considerando-se que seu calor específico é 0,031 cal/goC?
a) 96,5oC
b) 78,3oC
c) 65,4oC
d) 52,9oC
e) 40,5oC
68. (ACAFE) Um aquecedor eleva a temperatura de 360 g de
água de 25oC para 30oC em 30 segundos. Para aumentar a
temperatura de 900 g de álcool de 20oC para 30oC, o tempo gasto
por este mesmo aquecedor, é representado pela alternativa: (Dados: calor especifico da água 1 cal/goC - calor específico do
álcool 0,6 cal/oC) a) 50 b) 60 c) 70 d) 80 e) 90
69.(UFSC-SC) Em um dia calmo de verão, Paula encontra-se
em uma praia sob forte incidência de raios solares. Lembrando-se de que o calor específico da água é bem maior do que o da terra, ela observou atentamente alguns fenômenos, buscando relacioná-los com as explicações e comentários apresentados pelo seu professor de Física (Chico Boca) para os mesmos. Considerando a situação descrita, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01) Durante o dia, a temperatura da terra é maior do que a da água porque o calor específico da terra é menor do que o da água.
02) Durante a noite, a temperatura da água é menor do que a da terra porque o calor específico da água é maior do que o da terra. 04) Durante o dia, percebia-se na praia uma brisa soprando da terra para o mar. Uma possível justificativa é porque a massa de ar junto à terra estava mais aquecida do que a massa de ar junto ao mar.
08) Durante a noite, percebia-se na praia uma brisa soprando do mar para a terra. Uma possível justificativa é
porque a massa de ar junto ao mar estava mais aquecida do que a massa de ar junto à terra.
16) Após o pôr-do-sol, a água se resfriou mais rapidamente do
que a terra, porque o calor específico da água é maior do que o da terra.
32) Após o pôr-do-sol, a terra se resfriou mais rapidamente do que a água do mar, porque o calor específico da água é bem maior do que o da terra.
64) Foi possível observar que a água e a terra apresentaram a mesma temperatura, sempre.
70.(UFPR-PR) O gráfico mostrado na figura a seguir apresenta
as quantidades de calor absorvidas por dois corpos A e B, cujas massas estão relacionadas por mB=30mA, num intervalo em quea temperatura varia de 0oC a 40oC.
Com base nesses dados, calcule a razão cA/cB dos calores específicos das substâncias que compõem os corpos A e B, explicando como você obteve essa solução.
40 A B 40 30 30 20 20 10 10 0 Q(cal) T (oC) 71.(UEPG-PR) Quanto à transferência de energia térmica,
assinale o que for correto.
01) Corpos diferentes apresentarão temperaturas diferentes após recebimento de calor num determinado tempo.
02) A energia cinética média das partículas individuais está diretamente relacionada com a temperatura de uma substância. 04) Quanto maior o calor específico de uma substância, maior será a dificuldade em fazer variar a sua temperatura.
08) O calor específico é de maior valor nas substâncias sólidas do que nas substâncias líquidas.
72.(UFPR-PR) Analise as seguintes afirmações sobre conceitos
de termologia:
I) Calor é uma forma de energia. II) Calor é o mesmo que temperatura.
III) A grandeza que permite informar se dois corpos estão em equilíbrio térmico é a temperatura.
73. (MACKENZIE) Uma fonte térmica fornece calor, a razão
constante, a 200 g de uma substância A (calor específico =
0,3 cal/goC) e, em 3 minutos, eleva sua temperatura em 5oC.
Essa mesma fonte, ao fornecer calor a um corpo B, eleva sua
temperatura em 10oC, após 15 minutos. A capacidade térmica
do corpo B é: a) 150 cal/oC b) 130 cal/oC c) 100 cal/oC d) 80 cal/oC e) 50 cal/oC
74. (UNICAMP) Um escritório tem dimensões iguais a 5m x
5m x 3m e possui paredes bem isoladas. Inicialmente a
tem-peratura no interior do escritório é de 25oC. Chegam então as
quatro pessoas que nele trabalham e cada uma liga seu micro-computador. Tanto uma pessoa como um microcomputador dissipam, em média, 100 W cada, na forma de calor. O aparelho de ar-condicionado instalado tem a capacidade de diminuir em
5oC a temperatura do escritório em meia hora, com as pessoas
presentes e os micros ligados. A eficiência do aparelho é de 50%. Considere o valor específico do ar igual a 1.000 J/kgoC e
sua densidade igual a 1,2 kg/m3.
a) Determine a potencia elétrica consumida pelo aparelho de ar condicionado.
b) O aparelho de arcondicionado é acionado automaticamen-te
quando a temperatura do ambiente atinge 27oC, abaixando-a
para 25oC. Quanto tempo depois da chegada das pessoas
no escritório o aparelho é acionado?
75. (ITA-SP) Na determinação do calor especifico de um metal,
aqueceu-se uma amostra de 50 gramas desse metal a 98oC e a
amostra aquecida foi rapidamente transferida a um calorímetro de cobre bem isolado. O calor especifico do cobre é 0,093 cal/goC
e a massa de cobre no calorímetro é de 150 gramas. No interior do calorímetro há 200 gramas de água, cujo calor especifico é de 1,0 cal/goC. A temperatura do calorímetro e da água antes de
receber a amostra aquecida era de 21oC. Após receber amostra
e restabelecido o equilíbrio térmico, a temperatura atingiu 24,6oC.
Determine o calor especifico do metal em questão.
76. (FUVEST) Uma caixa d’água C, com capacidade de 100
litros, é alimentada, através do registro R1, com água fria a 15oC,
tendo uma vazão regulada para manter sempre constante o nível de água na caixa. Uma bomba B retira 3 /min de água da caixa e os faz passar por um aquecedor elétrico A (inicialmente desligado). Ao ligar-se o aquecedor, a água é fornecida, à razão de 2 /min, através do registro R2, para uso externo, enquanto o
restante da água aquecida retorna à caixa para não desperdiçar energia. No momento em que o aquecedor, que fornece uma potência constante, começa a funcionar, a água, que entra nele a 15oC, sai a 25oC. A partir desse momento, a temperatura da
água na caixa passa então a aumentar, estabilizando-se depois de algumas horas. Desprezando perdas térmicas, determine, após o sistema passar a ter temperaturas estáveis na caixa e na saída para o usuário externo:
a) A quantidade de calor Q, em J, fornecida a cada minuto pelo aquecedor.
b) A temperatura final T2, em ºC, da água que sai pelo registro
R2 para uso externo.
c) A temperatura final TC, em ºC, da água na caixa.
77. (UERJ) Uma torre de aço, usada para transmissão de
televisão, tem altura de 50 m quando a temperatura ambiente é de 40ºC. Considere que o aço dilata-se, linearmente, em média, na proporção de 1/100.000, para cada variação de 1ºC. À noite, supondo que a temperatura caia para 20ºC, a variação de comprimento da torre, em centímetros, será de:
78. (UERJ) Um forno de microondas produz ondas
eletromagnéticas, todas com a mesma freqüência de 2,45.109
Hz. Basicamente, é a energia dessas ondas que irá aquecer os alimentos. Ao utilizar o microondas para aquecer 200g de água de um copo, o pai verificou que a temperatura dessa água foi elevada de 20ºC a 70ºC. Suponha que as microondas forneçam 10 kcal/min à água e despreze a capacidade térmica do copo. a) Calcule o tempo gasto para aquecer a água do copo de 20ºC
até 70ºC.
b) Determine o comprimento de onda dessas microondas no ar.
79. (UERJ) Um motorista abasteceu seu carro às 7 horas
da manhã, quando a temperatura ambiente era de 15ºC, e o deixou estacionado por 5 horas, no próprio posto. O carro permaneceu completamente fechado, com o motor desligado e com as duas lâmpadas internas acesas. Ao final do período de estacionamento, a temperatura ambiente era de 40ºC. Considere as temperaturas no interior do carro e no tanque de gasolina sempre iguais à temperatura ambiente. Ao estacionar o carro, a gasolina ocupava uma certa fração f do volume total do tanque de combustível, feito de aço. Estabeleça o valor máximo de f para o qual a gasolina não transborde quando a temperatura atinge os 40ºC.
Dados: Massa específica da gasolina: µg = 0,8 g/cm3 Coeficiente expansão volumétrica gasolina: γg = 9,0.10-4ºC-1 Dimensões do tanque de gasolina: comprimento (C) = 50 cm; largura (L) = 50 cm; altura (H) = 20 cm
80. Uma experiência é realizada em um recipiente termicamente
isolado, onde são colocados: 176,25 ml de água a 293 K; um cubo de uma liga metálica homogênea com 2,7 kg de massa, aresta de 100 mm, a 212 F; e um cubo de gelo de massa m, a -10ºC. O equilíbrio térmico é alcançado a uma temperatura de 32ºE, lida em um termômetro graduado em uma escala E de temperatura. Admitindo que o coeficiente de dilatação linear da liga metálica seja constante no intervalo de temperaturas da experiência, determine:
a) A equação de conversão, para a escala Celsius, de uma temperatura tE, lida na escala E.
b) A massa m de gelo, inicialmente a -10ºC, necessária para que o equilíbrio ocorra a 32ºE.
c) O valor da aresta do cubo da liga metálica a 32ºE.
Dados: Coeficiente de dilatação linear da liga metálica: 2,5.10-5ºC-1 Calor específico da liga metálica: 0,20 cal/gºC
Calor específico do gelo: 0,55 cal/gºC Calor específico da água: 1,00 cal/gºC Calor latente de fusão da água: 80 cal/g Massa específica da água: 1 g/cm3
Temperatura de fusão da água na escala E: -16ºE. Temperatura de ebulição da água na escala E: +64ºE.
