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Correção prova cumulativa 202. Questão 1 Um recipiente de vidro de coeficiente de dilatação linear médio 9. 10 – 6 o C – 1 tem volume de 200 cm 3 a 0.

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1 Correção prova cumulativa 202

2 Questão 1 Um recipiente de vidro de coeficiente de dilatação linear médio – 6 o C – 1 tem volume de 200 cm 3 a 0 o C, estando completamente cheio com um líquido. Ao ser aquecido até 100 o C, extravasam 15 cm 3 de líquido. Determine: O coeficiente de dilatação real. ( real )

3 Resolução

4 Questão 2 Em relação ao comportamento térmico dos líquidos, assinale a alternativa correta: A ( ) Sempre que aquecermos um líquido, ele sofrerá um aumento de volume. B ( ) O comportamento anômalo da água indica que, acima de 4 o C, ela diminui seu volume ao ser aquecida. C ( ) Ao aquecermos um certo volume de água de 0 o C a 100 o C, esta aumentará seu volume de 0 o C a 4 o C e diminuirá seu volume de 4 o C a 100 o C. D ( ) Ao aquecermos um certo volume de água de 0 o C a 100 o C, esta diminuirá seu volume de 0 o C a 4 o C e aumentará seu volume após 4 o C até 100 o C. E ( ) A água se comporta, termicamente, como a maioria das substâncias.

5 Resolução O comportamento anômalo da água nos diz que de 0ºC á 4ºC ao invés das moléculas ficarem mais afastadas o que acarretaria maior volume e consequentemente menor densidade, as moléculas ficam mais juntas, diminuindo seu volume e consequentemente aumentando de densidade. Portanto a alternativa correta é a letra D Simulação site positivo.

6 Questão 3 Explique fisicamente de maneira clara: a) Como devem ser colocados os fios nos postes de eletricidade (entre um e outro) justificando sua explicação. b) Por que a água dos rios, mesmo a temperatura menores do que zero grau Celsius, não congela abaixo da superfície. c) Faça uma pergunta relacionada ao conteúdo e a responda.

7 Resolução a) Nem muito esticado, para não romper em dias de baixas temperaturas (contração), nem muito solto, para não ficar muito baixo, evitando acidentes em dias de altas temperaturas (dilatação). b) Por causa da dilatação anômala da água. Quando a temperatura passa de 4ºC a 0ºC o volume aumenta (ficando menos densos que os líquidos abaixo da superfície), ou seja, os líquidos mais frios ficam na superfície congelando. O gelo é um isolante térmico dessa forma a temperatura abaixo da superfície se mantem a temperatura de 4ºC. c) Resposta individual.

8 Questão 4 Um mecânico de automóveis precisa soltar um anel que está fortemente preso a um eixo. Sabe-se que o anel é feito de aço, de coeficiente de dilatação linear 1,1. 10 –5 ºC – 1 e o eixo, de alumínio, cujo coeficiente de dilatação linear vale 2,3. 10 –5º C –1. O anel e o eixo encontram-se a uma mesma temperatura inicial e não estão soldados entre si. Se fizermos variar adequadamente a(s) temperatura(s) do eixo e(ou) do anel, a experiência mostrará que o eixo poderá se soltar do anel. As afirmações a seguir sugerem procedimentos que poderão fazer com que o eixo solte-se do anel. Analise-as e marque V naquelas em que o eixo se soltará do anel (supondo que a variação da temperatura seja suficiente) e F no caso contrário. V F ( ) Resfriar somente o anel. ( ) Resfriar somente o eixo. ( ) Resfriar todo o conjunto ( ) Aquecer somente o eixo. ( ) Aquecer todo o conjunto.

9 Resolução F- pois se diminuímos a temperatura do anel ele apertará ainda mais o eixo. V- Se resfriarmos o eixo ele diminuirá suas diminuições soltando-se. V- Se resfriamos todo o conjunto quem diminui mais as dimensões, por haver mais coeficiente de dilatação linear, é o eixo, portanto ele é solto F- Se aquecermos o eixo este ficará mais apertado no anel, pois aumenta suas dimensões F- Se aquecermos todo o conjunto novamente quem variará mais de dimensão por haver mais coeficiente de dilatação linear, é o eixo, portanto ele ficará mais preso ao anel.

10 Questão 5 No interior de um calorímetro ideal, contendo inicialmente 400 g de gelo à temperatura de –20°C, são colocados 500 g de água à temperatura de 90°C. Considere-se que o calor específico do gelo é 0,5 cal/g°C e que o calor latente de solidificação da água é –80 cal/g. A temperatura final de equilíbrio no interior do calorímetro é de: A - ( ) –10°C B - ( ) – 4,4°C C - ( ) 0°C D - ( ) 7,1°C E - ( ) 10°C

11 Resolução 1) Gelo vai de -20 até 0 graus: Q=m.c.Δt, logo Q=400.0,5.(0-[-20]), logo Q=200.20=4000cal 2) Gelo derrete: Q=mL, logo Q=400.80=32000cal 3) Gelo derretido vai de 0 até "t": Q=m.c.Δt, logo Q=400.1.(t-0)=400t 4) Água vai de 90 graus até "t": Q=m.c.Δt, logo Q=500.1.(t-90), logo Q=500(t-90) Soma dos Q=0: t+500(t-90)=0, logo t+500t-45000=0, logo 900t=9000, logo t=10 (Letra E) OBS: O calor latente de solidificação da água é –80 cal/g, como ele está derretendo e não se solidificando usou-se 80 cal/g.

12 Questão 6 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 o C, sabendo que o coeficiente linear de dilatação térmica do trilho vale = 1,2 x 10 –5 por grau centígrado: A - ( ) 3,6 B - ( ) 2,4 C - ( ) 1,2 D - ( ) 1,2 x 10 –3 E - ( ) 2,4 x 10 –3

13 Resolução-B

14 Questão 7 Uma lâmina bimetálica é constituída de duas placas de materiais diferentes, M 1 e M 2, presas uma à outra. Essa lâmina pode ser utilizada como interruptor térmico para ligar ou desligar um circuito elétrico, como representado, esquematicamente, na figura I: Quando a temperatura das placas aumenta, elas dilatam-se e a lâmina curva-se, fechando o circuito elétrico, como mostrado na figura II. Esta tabela mostra o coeficiente de dilatação linear de diferentes materiais: Considere que o material M 1 é cobre e o outro, M 2, deve ser escolhido entre os listados nessa tabela. Para que o circuito seja ligado com o menor aumento de temperatura, o material da lâmina M2 deve ser o: A - ( ) aço; B - ( ) alumínio; C - ( ) bronze; D - ( ) níquel.

15 Resolução-B Deve ser o alumínio, pois ele apresenta maior coeficiente de dilatação linear e apresentando maior coeficiente ele varia mais amplamente suas dimensões com as variações de temperatura. Pode-se ver isto pela equação da variação linear de comprimento:

16 Questão 8 Se duas barras metálicas feitas de mesmo material, mas de comprimentos diferentes, sofrerem uma mesma variação de temperatura: A - ( ) a barra inicialmente mais curta apresentará maior dilatação térmica; B - ( ) a barra inicialmente mais longa apresentará maior dilatação térmica; C - ( ) as barras se dilatarão igualmente, por serem feitas de um mesmo material; D - ( ) as barras se dilatarão igualmente, por terem sido submetidas à mesma variação de temperatura; E - ( ) as barras mantêm seus comprimentos inalterados por serem feitas do mesmo material e terem sido submetidas à mesma variação de temperatura.

17 Resolução-B Observando a equação acima, pode-se ver que a variação no comprimento de uma barra é diretamente proporcional ao comprimento inicial da barra, ao coeficiente de dilatação linear (que por sua vez depende do material) e da variação da temperatura. Como a variação de temperatura a que as duas barras estão submetidas são as mesmas e como elas são feitas do mesmo material, a variação do comprimento irá depender apenas do comprimento inicial, portanto a barra inicialmente mais comprida terá maior variação em seu comprimento quando sujeita a mesma variação de temperatura.

18 Questão 9 Uma pessoa retira da geladeira uma garrafa plástica e um recipiente de alumínio, ambos contendo água, após ficarem o mesmo tempo em seu interior, tendo a sensação de que o alumínio está mais frio que o plástico. A temperatura do recipiente de alumínio é _____________ à temperatura da garrafa plástica e as sensações térmicas são diferentes porque o alumínio __________________________ que o plástico. A - ( ) igual – tem maior calor específico; B - ( ) maior – é pior condutor de calor; C - ( ) menor – é pior condutor de calor; D - ( ) igual – é melhor condutor de calor; E - ( ) menor – tem menor calor específico.

19 Resolução-D A garrafa plástica e o recipiente de alumínio estão a mesma temperatura, pode-se concluir isto, pois ambos ficaram o mesmo tempo no interior do refrigerador, entrando em equilíbrio térmico com ele. O alumínio parece estar mais frio pois ele é melhor condutor de calor. Como vimos os condutores apresentam elétrons que não estão presos aos átomos, assim estes podem levar mais facilmente a energia contida em um corpo com temperatura superior. Assim temos a sensação de que o alumínio é mais frio, pois a energia interna do nosso corpo é mais facilmente passada para o alumínio do que para o plástico que é um isolante.

20 Questão 10 Ao nível do mar, a água ferve a 100°C. Assinale a alternativa que indica o ponto de congelamento e o ponto de fervura da água, em Guaramiranga, cidade localizada a cerca de m de altitude. A - ( ) A água congela abaixo de 0°C e ferve acima de 100°C. B - ( ) A água congela acima de 0°C e ferve acima de 100°C. C - ( X ) A água congela abaixo de 0°C e ferve abaixo de 100°C. D - ( ) A água congela acima de 0°C e ferve abaixo de 100°C. E - ( ) A água congela a 0°C e ferve a 100°C.

21 Resolução-C Quanto maior a altitude, menor a pressão e, acontece uma baixa do ponto de ebulição e elevação do ponto de fusão.

22 Questão 11 A temperatura de ebulição do nitrogênio, sob pressão normal, é 77 K. Na escala Celsius, essa temperatura se escreve: A - ( ) – 350ºC B - ( ) – 175ºC C - ( ) – 100ºC D - ( ) – 196ºC E - ( ) – 160ºC

23 Resolução-D C=K-273 C= C=-196 ºC

24 Questão 12 Um cientista construiu uma escala termométrica, em que a temperatura de fusão do gelo era de – 50º e a temperatura de ebulição da água 150º. O zero grau dessa escala corresponde, em graus Celsius, a: A - ( ) 25º B - ( ) 0º C - ( ) -50º D - ( ) 50º E - ( ) um valor diferente dos mencionados

25 Resolução- A

26 Questão 13 Na dilatação de um líquido: A - ( ) a dilatação do frasco não influi na dilatação aparente; B - ( ) a dilatação real é igual à diferença entre a dilatação aparente e a do frasco, mesmo que ambas sejam positivas; C - ( ) a dilatação aparente não depende do líquido; D - ( ) a dilatação real é igual à soma entre a aparente e a do frasco; E - ( ) a dilatação real do líquido depende do frasco.

27 Resolução-D A) A dilatação aparente é quanto derrama do recipiente quando está cheio. Entretanto, como vemos na figura abaixo, o recipiente também dilata, assim o volume que derrama (aparente) é menor do que o real. Portanto, a dilatação do frasco influencia na dilatação aparente. B) A dilatação real é igual a dilatação aparente (líquido que transborda) mais a dilatação do frasco. C) Como nos sólidos, dependendo do líquido há mais ou menos dilatação, ou seja, mais ou menos líquidos iriam transbordar. Desta forma, a dilatação aparente depende do líquido. D) a dilatação real é igual à soma entre a aparente e a do frasco. E) A dilatação real do líquido apenas depende do próprio líquido.

28 Questão 14 Escolha um dos experimentos apresentados em sala de aula e complete abaixo: a) Assunto. b) Funcionamento. c) Explicação

29 Resolução Vídeo: Simulação: m=2%2C1#capa m=2%2C1#capa a)Assunto: dilatação dos líquidos. b)Funcionamento. Primeiro assista ao vídeo, ache o erro contido nele. Depois veja a simulação referente a dilação dos líquidos. c)Resumo da explicação: Ao colocarmos vários líquidos que estão a temperatura em um local onde a temperatura é mais elevada ela aumenta de volume, pois as moléculas constituintes ficam mais afastadas, diminuindo de volume. Quando os frascos são retirados do reservatório quente para um gelado, o volume não fica igual a quando estava a temperatura ambiente mas com volume menor, pois as moléculas constituintes do material ficaram mais próximas.

30 Questão 15-Mapa conceitual Fonte:

31 Ótimos estudos


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