Fisica II Atividade (dilatação termica) PDF

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Faculdade de Tecnologia e Ciências – FTC Curso: Engenharia Civil Disciplina: Física Geral e Experimental II Professor: Zenaide Ferraz Aluno:______________________________ Lista de exercícios 01 Escalas e Dilatação Térmica - 2015.2

EAD2015 1.Numa cidade da Europa, no decorrer de um ano, a temperatura mais baixa no inverno foi de 23 ºF e a mais alta no verão foi de 86 ºF. A variação da temperatura, em graus Celsius, ocorrida nesse período, naquela cidade, foi de quanto? 2.Uma placa de alumínio tem um furo com raio de 100 cm, estando numa temperatura de 53.6ºF. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação volumetrica do aluminio equivale a 66.10 -6 C-1, a nova superfície do furo quando a chapa for aquecida até 251.6°F será equivalente a qual valor em metros? 3. Um anel de cobre a 25ºC tem um diâmetro interior de 5,00cm. Qual será o diâmetro interno desse mesmo anel a 275 ºC, admitindo –se que o coeficiente de dilatação linear do cobre no intervalo 0ºC a 300ºC, é constante e igual a 1,60.10-6C-1 ? 4. Uma haste de aço tem diâmetro de 3cm a 77,15ºF. Um anel de bronze tem diâmetro interno de 2,992cm a 77,15ºF. Considere que os coeficientes de dilatação do aço e do bronze valem respectivamente 11x10 -6C-1 e 19 x 10-6C-1 . Em que temperatura o anel se ajustara à haste? 5°)As barras A e B da figura têm, respectivamente, comprimentos 1000 mm e 1001 mm, à 20 ºC. Seus coeficientes de dilatação superficial são 6 x 10 – 5 ºC-1 e 2 x 10 – 5 ºC-1. Determine a temperatura em que a barra C ficará sempre na posição horizontal.

6. Uma haste de aço tem diâmetro de 3cm a 77,15ºF. Um anel de bronze tem diâmetro interno de 2,992cm a 77,15ºF. Considere que os coeficientes de dilatação do aço e do

bronze valem respectivamente 11x10 -6C-1 e 19 x 10-6C-1 .Em que temperatura o anel se ajustara à haste? 7.Uma peça sólida tem uma cavidade cujo volume vale 8 cm3 a 20 ºC. A temperatura da peça varia para 920 ºC e o coeficiente de dilatação linear do sólido (12.10 -6 ºC-1) pode ser considerado constante. Supondo que a pressão interna da cavidade seja sempre igual à externa, a variação percentual do volume da cavidade foi de: 8. Uma placa metálica tem um orifício circular de 50 mm de diâmetro a 15 ºC. A que temperatura deve ser aquecida a placa para que se possa ajustar ao orifício um cilindro de 50,3 mm de diâmetro? O coeficiente de dilatação linear do metal é 1,2·10 -5 C-1 por kelvin. 9.Um tubo de ensaio apresenta a 32ºF um volume Interno de20cm ao cubo. Determine o volume interno desse tubo a 58F. O coeficiente de dilatação volumétrica do vidro é 28x10 -6 C-1 para o intervalo de temperatura considerado. 10. Os trilhos de uma ferrovia são assentados com pequenos espaços vazios entre si para evitar deformações e rompimentos caso a temperatura aumente. Qual é o coeficiente de dilatação linear da substância que compõe um trilho de comprimento inicial de 1m que, sob variação de 10º C tem seu comprimento aumentado em 0,01cm? 11.A dilatação térmica dos sólidos é um fenômeno importante em diversas aplicações de engenharia, como construções de pontes, prédios e estradas de ferro. Considere o caso dos trilhos de trem serem de aço, cujo coeficiente de dilatação é α = 11 x 10-6 °C-1. Se a 10°C o comprimento de um trilho é de 30m, de quanto aumentaria o seu comprimento se a temperatura aumentasse para 40°C? 12.Um disco de cobre de coeficiente linear 1.7 x 10-6C-1 tem área de 312,93 cm² a 0ºC. Qual será o raio do disco ao ser aquecido ate 100ºC?

13.Uma chapa de cádmio de coeficiente linear 42x10-6C-1 é retangular de comprimento de 10m e 15 m a 30º C. Determine a área da chapa a 80ºC. 14.Uma placa metálica de dimensões 10 cm x 20 cm x 0,5 cm tem em seu centro um furo cujo diâmetro é igual a 1cm quando a placa está à temperatura de 20 °C. O coeficiente de dilatação superficial do metal da placa é 40 x 10–6 °C–1. Quando a temperatura é de 520 °C, a área do furo será? 15.Um estudante ouviu de um antigo engenheiro de uma estrada de ferro que os trilhos de 10 m de comprimento haviam sido fixados ao chão num dia em que a temperatura era de 10 °C. No dia seguinte, em uma aula de Geografia, ele ouviu que, naquela cidade, a maior temperatura que um objeto de metal atingiu, exposto ao sol, foi 50 °C. Com essas informações, o estudante resolveu calcular a distância mínima entre dois trilhos de trem. Que valor ele encontrou? Dado: coeficiente de dilatação linear do aço = 1,1 · 10–5 °C 16.À temperatura de 0 °C, um fio de cobre mede 100,000 m. Seu comprimento passa a ser de 100,068 m quando a temperatura atinge 40 °C. Qual o valor do coeficiente de dilatação linear do cobre? 17. Uma barra metálica, inicialmente à temperatura de 20 °C, é aquecida até 260 °C e sofre uma dilatação igual a 0,6% de seu comprimento inicial. Qual o coeficiente de dilatação linear médio do metal nesse intervalo de temperatura? 18. À temperatura de 15 °C, encontramos uma chapa de cobre com superfície de área 100,0 cm2. Que área terá essa superfície se a chapa for aquecida até 515 °C?Dado: coeficiente de dilatação superficial do cobre = 3,2 · 10–5 °C. 19. Uma placa metálica de dimensões 10cm x 20 cm x 0,5 cm tem em seu centro um furo cujo diâmetro é igual a 1 cm quando a placa está à temperatura de 20 °C. O coeficiente de dilatação linear do metal da placa é 20 x 10–6 °C–1. Quando a temperatura é de 520 °C, a área do furo será:

20.Dois recipientes de 1000 cm3 cada um, a 0 °C, foram usados na determinação do coeficiente de dilatação aparente do mercúrio. Um dos recipientes era de cobre e o outro, de alumínio. Após serem totalmente cheios de mercúrio, também a 0 °C, os conjuntos foram aquecidos até 100 °C. Determine; a) os coeficientes de dilatação aparente encontrados para o mercúrio; b) o volume de mercúrio extravasado em cada caso. Dados: coeficiente de dilatação cúbica do mercúrio = 1,8 · 10–4 °C–1; coeficiente de dilatação linear do cobre = 1,6 · 10 –5 °C–1; coeficiente de dilatação linear do alumínio = 2,4 ·10–5°C 21.Um recipiente de vidro encontra-se completamente cheio de um líquido a 0 °C. Quando o conjunto é aquecido até 80 °C, o volume do líquido que transborda corresponde a 4% do volume que o líquido possuía a 0 °C. Sabendo que o coeficiente de dilatação volumétrica do vidro é de 27x10–6 °C–1, determine o coeficiente de dilatação real do líquido 22.Em uma placa de ouro, há um pequeno orifício, que a 30 °C tem superfície de área 5 x10–3 cm2. A que temperatura devemos levar essa placa para que a área do orifício aumente o correspondente a 6x10–5 cm2? Dado: coeficiente de dilatação linear do ouro 15 · 10–6 °C–1...