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Questão comentada: Como ocorre a dilatação dos sólidos?

1. (UNESP-SP) A lâmina bimetálica da figura abaixo é feita de cobre (α= 1,4.10-5 ºC-1) e de alumínio (α = 2,4.10-5 ºC-1). Uma das partes não pode deslizar sobre a outra e o sistema está engastado numa parede.

Se na temperatura ambiente (27 ºC) ela é horizontal, a afirmativa correta sobre o comportamento da lâmina ((α é o coeficiente de dilatação linear) é:

a) Sempre se curva para baixo quando muda a temperatura.

b) Sempre se curva para cima quando muda a temperatura.

c) Curva-se para baixo se θ > 27 ºC e para cima de θ < 27 ºC.

d) Curva-se para cima se θ > 27 ºC e para baixo se θ < 27 ºC.

e) Somente se curva se θ > 27 ºC.

 

2. (FGV-SP) Um serralheiro monta, com o mesmo tipo de vergalhão de ferro, a armação esquematizada.

A barra transversal que liga os pontos A e B não exerce forças sobre esses pontos. Se a temperatura da armação for aumentada, a barra transversal

a) continua não exercendo forças sobre os pontos A e B.

b) empurrará os pontos A e B, pois ficará √2 vezes maior que o novo tamanho que deveria assumir.

c) empurrará os pontos A e B, pois ficará LoαΔt  vezes maior que o novo tamanho que deveria assumir.

d) tracionará os pontos A e B, pois ficará √2 vezes menor que o novo tamanho que deveria assumir.

e) tracionará os pontos A e B, pois ficará LoαΔt vezes menor que o novo tamanho que deveria assumir.

 

3. (UFRJ-RJ) Um quadrado foi montado com três hastes de alumínio (αAl = 24. 10-6 C-1) e uma haste de aço (αaço = 12. 10-6 C-1), e todas inicialmente à mesma temperatura.

O sistema é, então, submetido a um processo de aquecimento, de forma que a variação de temperatura é a mesma em todas as hastes.

Podemos afirmar que, ao final do processo de aquecimento, a figura formada pelas hastes estará mais próxima de um:

a) quadrado.

b) retângulo.

c) losango.

d) trapézio retângulo.

e) trapézio isósceles.

 

4. (PUC-RJ) A imprensa tem noticiado as temperaturas anormalmente altas que vêm ocorrendo no atual verão, no hemisfério norte.

 

Assinale a opção que indica a dilatação (em cm) que um trilho de 100 m sofreria devido a uma variação de temperatura igual a 20 °C, sabendo que o coeficiente linear de dilatação térmica do trilho vale α = 1,2.10-5 por grau Celsius.

a) 3,6

b) 2,4

c) 1,2

d) 1,2.10-3

e) 2,4.10-3

 

5. (UFU-MG) O gráfico a seguir representa o comprimento L, em função da temperatura θ, de dois fios metálicos finos A e B.

Com base nessas informações, é correto afirmar que

a) os coeficientes de dilatação lineares dos fios A e B são iguais.

b) o coeficiente de dilatação linear do fio B é maior que o do fio A.

c) o coeficiente de dilatação linear do fio A é maior que o do fio B.

d) os comprimentos dos dois fios em š = 0 são diferentes.

 

GABARITO

1. D

Olhando para as equações de dilatação, podemos perceber que a variação do tamanho de um corpo é diretamente proporcional ao coeficiente de dilatação do corpo. Então podemos afirmar que o alumínio tem mais facilidade em variar seu tamanho do que o cobre!

Dessa forma, quando aumentarmos a temperatura de modo a variar o tamanho das barras, a barra de alumínio irá aumentar mais do que a de cobre, fazendo assim entortar a configuração para cima. O inverso também acontece: quando diminuirmos a temperatura de modo a variar o tamanho das barras, a barra de alumínio irá aumentar menos do que a de cobre, fazendo assim entortar a configuração para baixo.

 

2. A

Como a barra tem o 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.

 

3. E

Lembrando que a dilatação é diretamente proporcional ao coeficiente de dilatação. Repare que a coeficiente de dilatação do aço é a metade do coeficiente de dilatação do alumínio. Logo, aquele irá dilatar menos que este, fazendo algo parecido com esta figura:

 

4. B

Lembrando da fórmula de dilatação linear que você já aprendeu no resumo e substituindo os valores:

Sem título

 

5. C

Analisando o gráfico, percebemos que, apesar de os materiais A e B terem mesmo tamanho no início, quando a temperatura é zero, quando a temperatura aumenta, eles dilatam de formas diferentes. E, ainda por análise, vemos que A dilata mais que B, logo, seu coeficiente de dilatação é maior.