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TÉRMICA DOS SÓLIDOS
PROF. EVERTON PAIXÃO
1. Nos tratamentos dentários deve-se levar em conta a composição dos materiais utilizados nos restaurados, de
modo a haver compatibilidade entre estes e a estrutura dos dentes. Mesmo quando ingerimos alimentos muito
quentes ou muito frios, espera-se não acontecer tensão excessiva, que poderia até vir a causar rachaduras nos
dentes.
Entre as afirmativas a seguir, qual a mais adequada para justificar o fato de que efeitos desagradáveis dessa
natureza podem ser evitados quando:
a) o calor específico do material do qual são compostos os dentes tem um valor bem próximo do calor específico
desses materiais.
b) o coeficiente de dilatação do material do qual são compostos os dentes tem um valor bem próximo do
coeficiente de dilatação desses materiais.
c) a temperatura do material de que são compostos os dentes tem um valor bem próximo da temperatura desses
materiais.
d) a capacidade térmica do material de que são compostos os dentes tem um valor bem próximo da capacidade
térmica desses materiais.
e) o calor latente do material de que são compostos os dentes tem um valor bem próximo do calor latente
desses materiais.
2. Seja um anel metálico construído com um fio muito fino. O material tem coeficiente de dilatação linear 𝛼 e
sofre uma variação de temperatura Δ 𝑇. A razão entre o comprimento da circunferência após o aquecimento e o
comprimento inicial é
a) 𝛼 Δ 𝑇.
b)
1
( 1 +𝛼 Δ 𝑇)
c)
1
𝛼 Δ 𝑇
d) 1 + 𝛼 Δ 𝑇.
3. Quase todas as substâncias, sólidas, líquidas ou gasosas, se dilatam com o aumento da temperatura e se
contraem quando sua temperatura é diminuída, e esse efeito tem muitas implicações na vida diária. Uma
tubulação de cobre, cujo coeficiente de dilatação linear é
1 , 7 ⋅ 10
− 5
° 𝐶
, de comprimento igual a 20 , 5 𝑚, é usada para se
obter água quente.
Considerando-se que a temperatura varia de 20 ° 𝐶 a 40 ° 𝐶, conclui-se que a dilatação sofrida pelo tubo, em 𝑚𝑚,
é igual a
a) 7 , 43
b) 6 , 97
c) 5 , 75
d) 4 , 86
e) 3 , 49
4. Numa aula de laboratório do curso de Soldagem da FATEC, um dos exercícios era construir um dispositivo
eletromecânico utilizando duas lâminas retilíneas de metais distintos, de mesmo comprimento e soldadas entre
si, formando o que é chamado de “lâmina bimetálica”.
Para isso, os alunos fixaram de maneira firme uma das extremidades enquanto deixaram a outra livre, conforme
a figura.
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Considere que ambas as lâminas estão inicialmente sujeitas à mesma temperatura 𝑇 0
, e que a relação entre os
coeficientes de dilatação linear seja 𝛼 𝐴
𝐵
. Ao aumentar a temperatura da lâmina bimetálica, é correto afirmar
que
a) a lâmina A e a lâmina B continuam se dilatando de forma retilínea conjuntamente.
b) a lâmina A se curva para baixo, enquanto a lâmina B se curva para cima.
c) a lâmina A se curva para cima, enquanto a lâmina B se curva para baixo.
d) tanto a lâmina A como a lâmina B se curvam para baixo.
e) tanto a lâmina A como a lâmina B se curvam para cima.
5. Um cubo regular homogêneo de aresta 20 , 0 𝑐𝑚 está inicialmente a 20 , 0 °𝐶. O coeficiente de dilatação linear
médio do material com que foi fabricado é 2 , 00 ⋅ 10
− 5
− 1
. Aquecendo-se uniformemente o cubo com uma fonte
de calor constante durante 50 , 0 𝑠, a temperatura se eleva para 120 , 0 ° 𝐶. A dilatação ocorrida em uma das
superfícies do cubo é
a) 4 , 00 ⋅ 10
− 1
2
b) 8 , 00 ⋅ 10
− 1
2
c) 12 , 0 ⋅ 10
− 1
2
d) 16 , 0 ⋅ 10
− 1
2
e) 20 , 0 ⋅ 10
− 1
2
6. Uma placa de vidro possui as dimensões de
1 , 0 𝑚 × 1 , 0 𝑚 × 1 , 0 𝑐𝑚
quando está à temperatura ambiente. Seu coeficiente de dilatação linear é 9 × 10
− 6
− 1
Se a placa sofrer uma variação de temperatura de 10 °𝐶, de quanto será a variação de volume da placa, em
3
a) 7 , 3 × 10
− 11
b) 7 , 3 × 10
− 7
c) 9 , 0 × 10
− 3
d) 9 , 0 × 10
− 1
e) 2 , 7
7. Uma barra metálica de 1 𝑚 de comprimento é submetida a um processo de aquecimento e sofre uma
variação de temperatura. O gráfico abaixo representa a variação Δℓ , em 𝑚𝑚, no comprimento da barra, em
função da variação de temperatura Δ 𝑇, em ° 𝐶.
Qual é o valor do coeficiente de dilatação térmica linear do
material de que é feita a barra, em unidades
10
− 6
° 𝐶
a) 0 , 2.
b) 2 , 0.
c) 5 , 0.
d) 20.
e) 50.
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11. Deseja-se passar uma esfera metálica através de um orifício localizado no centro de uma chapa metálica
quadrada. O diâmetro da esfera é levemente maior que o diâmetro do furo. Para conseguir esse objetivo, o
procedimento CORRETO é:
a) aquecer igualmente a esfera e a chapa.
b) resfriar apenas a chapa.
c) resfriar igualmente a esfera e a chapa.
d) aquecer a chapa.
12. Uma chapa metálica de área 1 m
2
, ao sofrer certo aquecimento, dilata de 0,36 mm
2
. Com a mesma variação
de temperatura, um cubo de mesmo material, com volume inicial de 1 dm
3
, dilatará
a) 0,72 mm
3
b) 0,54 mm
3
c) 0,36 mm
3
d) 0,27 mm
3
e) 0,18 mm
3
Gabarito:
Resposta da questão 1 :
[B]
Se o coeficiente de dilatação do material usado for maior que o da estrutura dos dentes, pode estourar a
estrutura no caso de aquecimento, ou se soltar no caso de resfriamento. Se for menor, pode acontecer o inverso.
Resposta da questão 2 :
[D]
Pela equação da dilatação linear, temos:
0
𝐿
𝐿
0
Resposta da questão 3 :
[B]
Usando a expressão da dilatação linear colocando o comprimento inicial em milímetros:
0
3
− 5
− 1
Resposta da questão 4 :
[D]
A lâmina de maior coeficiente (𝐴) sofre maior dilatação e tende a envolver a de menor coeficiente (𝐵) e ambas
se curvam para baixo, como ilustrado na figura.
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Resposta da questão 5 :
[D]
0
0
2
5
− 1
2
Resposta da questão 6 :
[E]
0
2
2
0
4
3
0
− 6
4
3
Resposta da questão 7 :
[D]
A dilatação linear é dada pela expressão:
0
Onde:
Δ 𝐿 = dilatação linear em metros;
0
= Comprimento inicial em metros;
𝛼 = Coeficiente de dilatação linear em ° 𝐶
− 1
Δ 𝑇 = Variação da temperatura em °C.
Do gráfico dado, escolhemos um ponto:
Juntando a expressão da dilatação linear Δ 𝐿 com os dados fornecidos pelo enunciado e pelo gráfico, temos:
0
Δ 𝐿
𝐿
0
⋅ Δ 𝑇
1 , 2 ⋅ 10
− 3
𝑚
1 𝑚⋅ 60 ° 𝐶
10
− 6
° 𝐶
Resposta da questão 8 :
[C]
Considerando a dilatação linear, o comprimento final de cada barra é:
𝐴
0
𝐴
0
𝐵
