O que você deve saber sobre DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS Fis-cad-1-top-8 – 3 Prova O que você deve saber sobre DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS 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.

I. Dilatação linear dos sólidos Fis-cad-1-top-8 – 3 Prova 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. DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS

II. Dilatação superficial Fis-cad-1-top-8 – 3 Prova II. Dilatação superficial : coeficiente de dilatação superficial DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS

II. Dilatação superficial Dilatação de furos Fis-cad-1-top-8 – 3 Prova II. Dilatação superficial Dilatação de furos 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. DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS

III. Dilatação volumétrica Fis-cad-1-top-8 – 3 Prova III. Dilatação volumétrica Ocorre quando todas as dimensões do sólido sofrem dilatações. : coeficiente de dilatação volumétrica DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS

IV. Dilatação dos líquidos Fis-cad-1-top-8 – 3 Prova IV. Dilatação dos líquidos O volume extravasado do pequeno recipiente corresponde à dilatação aparente do líquido. DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS 6

V. Dilatação anômala da água Fis-cad-1-top-8 – 3 Prova 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 7

V. Dilatação anômala da água Fis-cad-1-top-8 – 3 Prova V. Dilatação anômala da água Causa: a estrutura molecular de água (H2O) 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. DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS 8

V. Dilatação anômala da água Fis-cad-1-top-8 – 3 Prova V. Dilatação anômala da água MICHAEL BAUER/SHUTTERSTOCK 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. DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS 9

Qual é o comprimento final após o aquecimento? Fis-cad-1-top-8 – 3 Prova 3 (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 αFe = 12 . 10-6 ºC-1 e o do alumínio, de αAl = 22 . 10-6 ºC-1. Qual é o comprimento final após o aquecimento? a) Lf = 2,0108 m b) Lf = 2,0202 m c) Lf = 2,0360 m d) Lf = 2,0120 m e) Lf = 2,0102 m EXERCÍCIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: E DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS – NO VESTIBULAR

a) chumbo ( = 27 . 10-6 ºC-1) b) zinco ( = 26 . 10-6 ºC-1) Fis-cad-1-top-8 – 3 Prova 4 (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 ( = 27 . 10-6 ºC-1) b) zinco ( = 26 . 10-6 ºC-1) c) alumínio ( = 22 . 10-6 ºC-1) d) cobre ( = 17 . 10-6 ºC-1) e) ferro ( = 12 . 10-6 ºC-1) EXERCÍCIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: C DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS – NO VESTIBULAR

Fis-cad-1-top-8 – 3 Prova 7 (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 1,2 . 10-6 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. EXERCÍCIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: D DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS – NO VESTIBULAR

c) se eleva, porque apenas a glicerina aumenta de volume. Fis-cad-1-top-8 – 3 Prova 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 27 . 10-6 ºC-1 e o coeficiente de dilatação volumétrica de glicerina é 5,0 . 10-4 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. EXERCÍCIOS ESSENCIAIS RESPOSTA:D DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS – NO VESTIBULAR

Fis-cad-1-top-8 – 3 Prova 15 (Fatec-SP) Um frasco está inteiramente cheio com 2,0 litros de determinado líquido, que tem coeficiente de dilatação volumétrica 5,0 . 10-4 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) 1,0 . 10-5. b) 2,0 . 10-5. c) 3,0 . 10-5. d) 4,0 . 10-5. e) 5,0 . 10-5. EXERCÍCIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: A Professor: o transbordamento está sempre relacionado à dilatação aparente do líquido. Após calcular o coeficiente aparente, é possível encontrar o do frasco, por subtração do coeficiente de dilatação do líquido. Por fim, existe a relação aproximada recip = recip/3. DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS – NO VESTIBULAR