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DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS O que você deve saber sobre Todos os corpos, quando aquecidos, apresentam dilatação térmica decorrente do aumento.

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1 DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS O que você deve saber sobre Todos os corpos, quando aquecidos, apresentam dilatação térmica decorrente do aumento da vibração de suas moléculas. A dilatação dos sólidos será classificada como linear, superficial ou volumétrica, apenas para facilitar a compreensão do fenômeno, quando o objeto é analisado em dimensões separadas.

2 DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS I. Dilatação linear dos sólidos : é o coeficiente de dilatação; depende do material de que o corpo é feito. A dilatação foi muito exagerada para fins didáticos.

3 II. Dilatação superficial : coeficiente de dilatação superficial DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS

4 Ao aquecer uma chapa furada, observamos que o furo também se dilata. E a magnitude da dilatação indica que o furo se comporta como se fosse feito do mesmo material que o rodeia. II. Dilatação superficial Dilatação de furos DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS

5 III. Dilatação volumétrica Ocorre quando todas as dimensões do sólido sofrem dilatações. : coeficiente de dilatação volumétrica DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS

6 O volume extravasado do pequeno recipiente corresponde à dilatação aparente do líquido. IV. Dilatação dos líquidos DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS

7 V. Dilatação anômala da água Em geral, as substâncias se dilatam ao serem aquecidas. A água, porém, apresenta comportamento inverso no intervalo de temperatura entre 0 ºC e 4 ºC, à pressão normal. Variação do volume da água em função da temperatura, sob pressão normal DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS

8 Causa: a estrutura molecular de água (H 2 O) e o modo como as moléculas se agrupam na fase sólida, formando ligações chamadas pontes de hidrogênio entre os átomos de oxigênio e os átomos de hidrogênio das moléculas vizinhas. V. Dilatação anômala da água DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS

9 Mesmo sob temperaturas externas rigorosas, apenas as regiões próximas à superfície do lago congelam, enquanto as águas profundas se mantêm a 4 °C, ainda hospitaleiras ao ecossistema aquático. V. Dilatação anômala da água MICHAEL BAUER/SHUTTERSTOCK DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS

10 (UniFEI-SP) Duas barras, sendo uma de ferro e outra de alumínio, de mesmo comprimento L = 1 m a 20 ºC, são unidas e aquecidas até 320 ºC. Sabe-se que o coeficiente de dilatação linear do ferro é de α Fe = ºC -1 e o do alumínio, de α Al = ºC -1. Qual é o comprimento final após o aquecimento? a) L f = 2,0108 m b) L f = 2,0202 m c) L f = 2,0360 m d) L f = 2,0120 m e) L f = 2,0102 m RESPOSTA: E 3 DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS – NO VESTIBULAR EXERC Í CIOS ESSENCIAIS

11 (Olimpíada Brasileira de Física) Em um experimento no laboratório, um estudante observa o processo de dilatação linear de uma vara de metal com coeficiente linear de dilatação. O gráfico obtido no experimento é mostrado abaixo, com o comprimento da vara L em milímetros e a temperatura em graus Celsius. A vara é constituída de que material? a) chumbo ( = ºC -1 ) b) zinco ( = ºC -1 ) c) alumínio ( = ºC -1 ) d) cobre ( = ºC -1 ) e) ferro ( = ºC -1 ) 4 EXERC Í CIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: C DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS – NO VESTIBULAR

12 (Mackenzie-SP) Uma placa de aço sofre uma dilatação de 2,4 cm², quando aquecida a 100 ºC. Sabendo que o coeficiente de dilatação linear médio do aço, no intervalo considerado, é 1, ºC -1, podemos afirmar que a área da placa, antes desse aquecimento, era: a) 200,0 m². b) 100,0 m². c) 2,0 m². d) 1,0 m². e) 0,010 m². 7 EXERC Í CIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: D DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS – NO VESTIBULAR

13 (UFRGS-RS) Um recipiente de vidro, cujas paredes são finas, contém glicerina. O conjunto se encontra a 20 ºC. O coeficiente de dilatação linear do vidro é ºC -1 e o coeficiente de dilatação volumétrica de glicerina é 5, ºC -1. Se a temperatura do conjunto se elevar para 60 ºC, pode-se afirmar que o nível da glicerina no recipiente: a) baixa, porque a glicerina sofre um aumento de volume menor do que o aumento na capacidade do recipiente. b) se eleva, porque a glicerina aumenta de volume e a capacidade do recipiente diminui de volume. c) se eleva, porque apenas a glicerina aumenta de volume. d) se eleva, apesar de a capacidade do recipiente aumentar. e) permanece inalterado, pois a capacidade do recipiente aumenta tanto quanto o volume da glicerina. 13 EXERC Í CIOS ESSENCIAIS RESPOSTA:D DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS – NO VESTIBULAR

14 (Fatec-SP) Um frasco está inteiramente cheio com 2,0 litros de determinado líquido, que tem coeficiente de dilatação volumétrica 5, ºC -1. Aquecendo-se o conjunto de 50 ºC, nota-se transbordamento de 47 mL de líquido. Supondo-se desprezível a evaporação do líquido, o coeficiente de dilatação linear do material do qual é feito o frasco é, em ºC -1 : a) 1, b) 2, c) 3, d) 4, e) 5, EXERC Í CIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: A DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS – NO VESTIBULAR


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