A dilatação térmica é um fenômeno que aparece quando um corpo sofre variação de temperatura e, por isso, modifica suas dimensões. Em sólidos, líquidos e gases, esse efeito depende do material, da geometria do objeto e do tipo de dilatação considerado, como a linear, a superficial e a volumétrica.
No estudo mais detalhado do tema, é importante interpretar corretamente coeficientes de dilatação, diferenças entre medidas aparentes e reais, e situações práticas como trilhos, pontes, tampas metálicas e termômetros. As questões a seguir exploram esses conceitos em contextos mais elaborados, exigindo análise e aplicação das relações físicas.
Questões sobre dilatação térmica
Questão 01
Gabarito: alternativa B). Usa-se delta L = L0.alpha.delta T: 2,0 x 2,0 x 10-5 x 100 = 0,004 m = 4,0 mm.
Questão 02
Gabarito: alternativa D). Com mesmo L0 e mesma delta T, maior coeficiente implica maior dilatação linear.
Comentários por alternativa:
- A) Materiais com maior coeficiente tendem a dilatar mais, não menos.
- B) O raciocínio é inverso ao comportamento físico esperado.
- C) O comprimento inicial importa, mas não é o único fator.
- D) Com mesmo L0 e mesma delta T, maior coeficiente implica maior dilatação linear.
- E) Cor e forma não determinam, por si, a dilatação linear nessa comparação.
Questão 03
Gabarito: alternativa A). Na dilatação superficial, delta A = A0.2alpha.delta T = 0,50 x 3,0 x 10-5 x 80 = 1,2 x 10-3 m2.
Comentários por alternativa:
- A) Na dilatação superficial, delta A = A0.2alpha.delta T = 0,50 x 3,0 x 10-5 x 80 = 1,2 x 10-3 m2.
- B) Faltou o fator 2 associado à dilatação superficial.
- C) A área inicial é indispensável no cálculo.
- D) A dilatação não dobra a partir da linear sem ajuste correto de coeficiente.
- E) A temperatura entra multiplicando, não dividindo.
Questão 04
Gabarito: alternativa E). O furo se comporta como se fosse preenchido pelo mesmo material: ao aquecer, seu diâmetro aumenta.
Comentários por alternativa:
- A) A expansão térmica não ocorre em direção ao centro.
- B) O aquecimento não faz o furo contrair.
- C) O furo também participa da dilatação da peça.
- D) O aumento não depende de o pino estar preso dentro do anel.
- E) O furo se comporta como se fosse preenchido pelo mesmo material: ao aquecer, seu diâmetro aumenta.
Questão 05
Gabarito: alternativa C). Ao dilatar, a régua tem divisões maiores; assim, o mesmo objeto pode ser lido com valor ligeiramente menor.
Comentários por alternativa:
- A) A dilatação em metais existe mesmo em variações moderadas.
- B) O metal não encolhe ao aquecer; ele se expande.
- C) Ao dilatar, a régua tem divisões maiores; assim, o mesmo objeto pode ser lido com valor ligeiramente menor.
- D) O objeto não contrai por estar sendo medido.
- E) A massa não é o fator determinante da leitura nessa situação.
Questão 06
Gabarito: alternativa B). A dilatação aparente surge quando o líquido se expande mais que o recipiente.
Comentários por alternativa:
- A) Se o vidro dilatasse mais, haveria maior espaço disponível, não transbordamento.
- B) A dilatação aparente surge quando o líquido se expande mais que o recipiente.
- C) Ao aquecer, a densidade tende a diminuir, não aumentar.
- D) O vidro também se expande, não se contrai.
- E) Líquidos apresentam dilatação volumétrica, sim.
Questão 07
Gabarito: alternativa E). As juntas absorvem a dilatação, evitando empenamento, trincas e esforços internos excessivos.
Comentários por alternativa:
- A) Dilatação térmica altera dimensões, não massa de modo relevante.
- B) Juntas não resfriam a ponte.
- C) Resistência elétrica não impede a dilatação mecânica.
- D) O aquecimento provoca expansão, não contração.
- E) As juntas absorvem a dilatação, evitando empenamento, trincas e esforços internos excessivos.
Questão 08
Gabarito: alternativa A). Como delta L depende de L0, dividir a barra em partes e somar os resultados mantém a mesma dilatação total.
Comentários por alternativa:
- A) Como delta L depende de L0, dividir a barra em partes e somar os resultados mantém a mesma dilatação total.
- B) O comprimento inicial influencia diretamente o resultado.
- C) A distribuição de temperatura não foi indicada; a justificativa não vale aqui.
- D) A dilatação não ocorre só nas extremidades.
- E) Massa não entra na expressão da dilatação linear.
Questão 09
Gabarito: alternativa D). Ao aquecer, o fio se alonga; se as extremidades estão fixas, a tensão pode diminuir ou redistribuir-se.
Comentários por alternativa:
- A) A massa não é o fator principal nessa folga.
- B) Em geral, o aquecimento aumenta a separação média entre partículas.
- C) O efeito não é apenas óptico; há mudança real de comprimento.
- D) Ao aquecer, o fio se alonga; se as extremidades estão fixas, a tensão pode diminuir ou redistribuir-se.
- E) Coeficiente negativo não corresponde ao caso comum de metais.
Questão 10
Gabarito: alternativa C). Para sólidos isotrópicos, a dilatação volumétrica costuma ser aproximada por gamma = 3alpha.
Comentários por alternativa:
- A) Líquidos exigem análise volumétrica, mas não essa justificativa de superfície.
- B) Isso descreve dilatação linear, não volumétrica.
- C) Para sólidos isotrópicos, a dilatação volumétrica costuma ser aproximada por gamma = 3alpha.
- D) Se não houver mudança dimensional, não há dilatação térmica observável.
- E) 3alpha é coeficiente, não substituto da temperatura.
Comentários por alternativa: