A dilatação térmica é um fenômeno cotidiano e muito importante para entender o comportamento dos materiais quando sofrem variações de temperatura. Ao aquecer um corpo, suas dimensões podem aumentar; ao resfriá-lo, podem diminuir, e isso depende do material, da forma do objeto e do tipo de dilatação considerado.
Nesta atividade, você vai analisar situações reais envolvendo barras, chapas, trilhos, líquidos e aplicações tecnológicas. As questões exigem interpretação, uso de fórmulas e comparação de coeficientes, trabalhando os conceitos de dilatação linear, superficial e volumétrica em nível mais aprofundado.
Questões de Dilatação Térmica
Questão 01
Gabarito: alternativa B). Usa-se ΔL = L0·α·ΔT, resultando em 0,00072 m, ou 0,72 mm.
Questão 02
Gabarito: alternativa D). Para sólidos isotrópicos, β ≈ 2α. Então ΔA = A0·2α·ΔT = 2,0 x 10-3 m2.
Comentários por alternativa:
- A) Seria metade do valor correto.
- B) Muito acima do resultado esperado.
- C) Dobro do valor correto.
- D) Para sólidos isotrópicos, β ≈ 2α. Então ΔA = A0·2α·ΔT = 2,0 x 10-3 m2.
- E) Exagerado para esse coeficiente e essa variação térmica.
Questão 03
Gabarito: alternativa A). Aplicando ΔL = L0·α·ΔT, obtém-se 0,0066 m, isto é, 6,6 mm.
Comentários por alternativa:
- A) Aplicando ΔL = L0·α·ΔT, obtém-se 0,0066 m, isto é, 6,6 mm.
- B) Falta um fator 10 em relação ao valor correto.
- C) Esse valor seria 10 vezes maior.
- D) Pequeno demais para 20 m de aço.
- E) Resultado correspondente a um ΔT maior.
Questão 04
Gabarito: alternativa E). A dilatação depende do coeficiente do material, além de comprimento e variação de temperatura.
Comentários por alternativa:
- A) Massa não determina a dilatação linear.
- B) Mesmo comprimento não garante mesma dilatação.
- C) O material é decisivo no fenômeno.
- D) Sólidos dilatam sim quando aquecidos.
- E) A dilatação depende do coeficiente do material, além de comprimento e variação de temperatura.
Questão 05
Gabarito: alternativa C). Usa-se ΔV = V0·γ·ΔT. O aumento é 0,04 L, ou 40 mL.
Comentários por alternativa:
- A) Metade do valor correto.
- B) Valor inferior ao calculado.
- C) Usa-se ΔV = V0·γ·ΔT. O aumento é 0,04 L, ou 40 mL.
- D) Dobro do valor correto.
- E) Muito pequeno para essa variação de temperatura.
Questão 06
Gabarito: alternativa B). O furo dilata como se fosse parte do material: suas dimensões aumentam com o aquecimento.
Comentários por alternativa:
- A) O metal se expande em todas as direções, inclusive ao redor do furo.
- B) O furo dilata como se fosse parte do material: suas dimensões aumentam com o aquecimento.
- C) A ausência de material não impede a dilatação do contorno.
- D) A temperatura é o fator principal, não apenas o formato.
- E) O apoio não define a dilatação do furo.
Questão 07
Gabarito: alternativa E). Com o mesmo volume e mesma variação térmica, maior coeficiente volumétrico implica maior dilatação.
Comentários por alternativa:
- A) O cobre tem coeficiente menor, então dilata menos.
- B) Metais também dilatam normalmente.
- C) Mesmo volume inicial não garante mesma dilatação.
- D) Massa específica não impede dilatação.
- E) Com o mesmo volume e mesma variação térmica, maior coeficiente volumétrico implica maior dilatação.
Questão 08
Gabarito: alternativa A). A folga deve ser pelo menos igual à dilatação máxima: 5,0·1,2 x 10-5·60 = 3,6 mm.
Comentários por alternativa:
- A) A folga deve ser pelo menos igual à dilatação máxima: 5,0·1,2 x 10-5·60 = 3,6 mm.
- B) Fica dez vezes abaixo da dilatação máxima.
- C) Exagerada para os dados do problema.
- D) Pequena demais para evitar empenamento.
- E) Corresponde a um comprimento inicial diferente.
Questão 09
Gabarito: alternativa D). Se o líquido dilata mais que o recipiente, o volume excedente transborda.
Comentários por alternativa:
- A) Muitas vezes o líquido dilata mais que o vidro.
- B) O vidro também dilata com a temperatura.
- C) Evaporação não é a causa principal do transbordamento térmico.
- D) Se o líquido dilata mais que o recipiente, o volume excedente transborda.
- E) A pressão atmosférica não bloqueia a dilatação.
Questão 10
Gabarito: alternativa C). Como ΔL é proporcional a α, a barra A dilata o dobro da barra B.
Comentários por alternativa:
- A) Os coeficientes são diferentes, então as dilatações também são.
- B) Inverte a proporção correta.
- C) Como ΔL é proporcional a α, a barra A dilata o dobro da barra B.
- D) O fator 4 não aparece na comparação dada.
- E) A massa não entra na fórmula de dilatação linear.
Comentários por alternativa: