física – apostila 1

FÍSICA – APOSTILA 1
INTRODUÇÃO À FÍSICA E TERMOLOGIA
Profª.:LUCIANA LESSA
1. INTRODUÇÃO
A) Notação científica :forma de representar números muito grandes ou muito
pequenos.
• É baseada no uso de potências de base 10.
G = a 10 n
Onde:
• 1 ≤ a < 10 : a está entre 1 e 10
•
G>1 → n(+) → expoente positivo
Deslocamos a vírgula para a esquerda até atingirmos o primeiro algarismo do
número. O número de casas deslocadas para a esquerda corresponderá ao
expoente positivo da potência de 10.
Exemplos:
A) 2000 = 2 .103
B) 762500 = 7,625 .105
• G<1 → n( - ) → expoente negativo
Deslocamos a vírgula para a direita até ultrapassar o primeiro algarismo
diferente de zero. O número de casas deslocadas para a direita corresponderá ao
expoente negativo da potência de 10.
Exemplos:
A) 0,0008 = 8.10-4
B) 0,000000345 = 3,45 .10-7
B) Ordens de grandeza
Quando exprimindo um número muito grande ou muito pequeno (fracionário)
a notação extensa de uma grandeza torna-se inadequada, usando-se para substituila a notação exponencial. Por exemplo, em 500 dias a luz percorre uma distância
aproximada de (500 x 24 x 60 x 60) segundos x 300.000.000 m/s =
12.960.000.000.000.000 m, uma quantidade de expressão desconfortante (extensa)
e de uso delicado (o número de casas pode confundir). Melhor então escrevê-la
como 1296.1013 m, em que o expoente (13) representa o número de “casas” (zeros)
ou, ainda, 1,296.1016 m. Assim, também, o comprimento de onda de uma luz
vermelha medido como 0,0000007 m, é mais facilmente anotado como 7.10-7 m.
Diz-se, então, que a “ordem de grandeza” é dada pelo expoente (na base
dez) mais próximo da quantidade medida; 0,7.10-6 está mais próxima de 10-6 do que
de 10-7 (700 nm estão mais próximos de 1000 nm do que de 100 nm; ou,
equivalentemente:
0,7 mm estão mais próximos de 1 mµ do que de 0,1 mµ); logo -6 (ou 10-6 m) é a
ordem de grandeza do referido comprimento de onda, enquanto 16 (ou 1016 m) é a
ordem de grandeza da distância percorrida pela luz em 500 dias.
Para encontramos a ordem de :
1 - Escreva-o em notação científica ( a.10n )
2 - Se A ≤ 3,16 a ordem de grandeza será 10 n+1
3 - Se A < 3,16 a ordem de grandeza será 10 n
2
É importante que a escala em que se faz a medida deve estar relacionada à
sua ordem de grandeza.
c) Algarismos significativos
Numa medida, a quantidade de algarismos dependerá da escala e refletirá a
significância de sua exatidão ou precisão (ver a seguir) Por exemplo, a altura de uma
pessoa poderá ser referida como 1,74 m o que se traduz, igualmente, por 174 cm
(três algarismos significativos). Mas se for apresentada como 1,740 m (quatro
algarismos significativos), a interpretação será diferente: 1740 mm, isto é: igual a, ou
maior que 1739,5 mm e menor que 1740,5 mm. A informação do terceiro algarismo
(neste caso, incidentalmente o zero, mas poderia ser 3 ou 8) dá a entender que a
acurácia ou a sensibilidade com que a medida é feita chega à casa dos milímetros.
Ao contrário, dizendo-se 174 cm, o significado é o de que não se trata de 175 cm
(mas poderia ser 174,4 cm) ou 173 cm (mas poderia ser 173,6 cm). Em suma,
algarismos significativos são aqueles sobre os quais a informação não deixa
dúvidas.
•
Arredondamentos
Quando se procede um arredondamento, ajusta-se o resultado para o valor
mais próximo. Se o algarismo a suprimir é o 5, o algarismo a arredondar não muda
se for par e aumenta uma unidade se for ímpar (chamada de regra do par).
Exemplos:
2,373 m >>> 2,37 m
2,378 m >>> 2,38 m
4,235 m >>> 4,24 m
4,245 m >>> 4,24 m
•
Adição e subtração
Numa soma ou diferença cujas parcelas têm algarismos decimais, o número
de algarismos decimais do resultado é o da parcela que tem menos casas decimais.
Exemplo: 12,51 m + 2,0 m = 14,51 m >>> 14,5 m
•
Multiplicação e divisão
O número de algarismos significativos de um produto ou quociente deve ser
igual ao número de algarismos significativos do fator que tem menos algarismos
significativos.
Exemplo: 1,26 cm x 2,2 cm = 2,772 cm2 >>> 2,8 cm2
Existem sete unidades básicas do SI que estão na tabela abaixo:
Grandeza
Comprimento
Massa
Tempo
Corrente Elétrica
Temperatura
Quantidade de matéria
Intensidade luminosa
Unidade
metro
quilograma
segundo
Ampère
kelvin
mol
candela
Símbolo
m
q
s
A
K
mol
cd
3
Segue abaixo as grandezas Físicas e suas unidades no sistema internacional.
São grandezas cujas unidades são derivadas das unidades básicas do SI.
Grandeza
Unidade
Área
--Volume
--Densidade
--Concentração
--Aceleração
--Campo magnético
--Velocidade
--Velocidade angular
--Aceleração angular
--Calor específico
--Condutividade térmica --Momento de Força
--Força
Newton
Freqüência
Hertz
Ângulo
radiano
Pressão
Pascal
Energia
Joule
Potência
Watt
Carga elétrica
Coloumb
Tensão elétrica
Volt
Resistência elétrica
Ohm
Capacitância
Farad
Indutância
Henry
Fluxo magnético
Webwe
Densidade do Fluxo
Tesla
mag.
Símbolo
m²
m³
Kg/m³
mol/m³
m/s²
A/m
m²
Rad/s
Rad/s²
J/kg.K
W/m.K
N/m
N
Hz
rad
Pa
J
W
C
V
Ώ
F
H
Wb
Unidade sintética
--------------Hz
Hz²
N.m/K.Kg
J/s.m.K
------m/m
N/m²
N.m
J/s
--W/A
V/A
A.s/V
Wb/A
V.s
UnidadesBásicas
--------------1/s
1/s²
m²/(s².K)
Kg.m/
Kg.m²/s²
Kg.m/s²
1
1
Kg/(m.s²)
Kg.m²/s²
Kgm²/s³
A.s
Kg.m²/s³.A
Kg.m²/(s³.A²)
A².(s^4)/kg.m²
Kg.m²/(s².A²)
Kg.m²/s².A
T
Wb/m²
Kg/s².A
2. TERMOLOGIA
A) Introdução:
O Sol é a nossa fonte básica de energia. A energia solar é emitida em todas
as direções do espaço. Apenas uma pequena parcela dessa energia chega até nós,
mas sem ela seria impossível a existência de qualquer tipo de vida na Terra.
O calor pode ser produzido também aqui na Terra. Quando queimamos
alguma coisa - madeira, carvão, papel, gasolina ou outros materiais combustíveis produzimos calor. Quando um material qualquer entra em combustão, suas
moléculas liberam a energia que mantinha os átomos unidos entre si. Essa energia
de ligação das moléculas é liberada na forma de calor.
Quando ligamos aparelhos elétricos - como chuveiros, ferro de passar roupa
ou aquecedores, também estamos produzindo calor. Nesse caso, estamos
transformando energia elétrica em calor.
O calor também é produzido quando há atrito entre dois corpos. Quando
corpos em movimento são sujeitos a forças dissipativas há transformação de energia
mecânica em calor.
4
O calor é obtido por meio de transformações de energia: energia química,
energia elétrica ou energia mecânica, por exemplo. Isso mostra que o calor é
também uma forma de energia.
B) Energia interna
Todos os corpos são constituídos por partículas que estão sempre em
movimento.Esse movimento é denominado energia interna do corpo.
O nível de energia interna de um corpo depende da velocidade com que suas
partículas se movimentam.
O estado de aquecimento de um corpo influi no estado de agitação de suas
partículas, tornando-o mais acentuado à medida que o corpo vai ficando mais
quente.
C) TEMPERATURA:
É a grandeza que, associada a um sistema, caracteriza seu estado térmico.
É um valor numérico é associado a um determinado estado de agitação ou
movimentação das partículas de um corpo.
.
D) CALOR:
É a energia térmica em trânsito de um corpo para outro ou de uma parte de
um corpo para outra parte desse corpo, esse trânsito é provocado por uma diferença
de
temperatura.
.
O calor é obtido por meio de transformações de energia: energia
química,energia elétrica ou energia mecânica, por exemplo. Isso mostra que o calor
é também uma forma de energia.
E) Termômetros
5
Aparelhos que permitem medir a temperatura de um corpo.
A temperatura de um corpo indica se esse corpo vai ganhar ou perder energia
interna ao entrar em contato com outro corpo.
.
Se dois corpos, um quente e outro frio, forem colocados em contanto, uma
parcela da energia interna do corpo quente passará para o corpo frio sob a forma de
calor.
Um termômetro colocado sobre o corpo quente mostra que sua temperatura diminui,
enquanto que outro termômetro colocado sobre o corpo frio mostra que sua
temperatura aumenta.
F) Escalas Termométricas
A relação entre os valores da grandeza termométrica e os valores de
temperatura denomina-se escala termométrica.
Ao se graduar um termômetro fazendo corresponder a cada altura h do filete
uma temperatura t , estamos criando uma escala termométrica.
Por definição, a variação de temperatura é diretamente proporcional à
variação da grandeza termométrica.
Para a graduação de um termômetro comum de mercúrio, escolhe-se
doispontos, cujas temperaturas sejam bem definidas e que
possam
ser
facilmente
reproduzidas.
Geralmente essas temperaturas escolhidas são:
A temperatura do ponto de fusão do gelo (Tf) ou PONTO DE GELO (Pg), e a
temperatura do ponto de ebulição da água (Te)ou PONTO DE VAPOR (Pv) , sob
pressão normal.
Ao atribuirmos valores numéricos para as temperaturas destes dois pontos as
demais temperaturas são obtidas por proporção direta.
•
Escalas mais Usadas Atualmente:
Escalas Celsius (ºC)
Era conhecida como escala centígrada até 1948, quando passou a ter o nome
de seu criador, o astrônomo sueco Anders Celsius.
Adota os valores de 0 ºC (Zero graus Celsius) para a temperatura do ponto de
gelo (Pf) e 100 ºC (Cem graus Celsius) para a temperatura do ponto de vapor (Pv).
Esses valores são marcados na haste do termômetro em correspondência às
alturas da coluna do mercúrio.
O intervalo entre as marcas de 0ºC e 100 ºC é dividido em 100 partes iguais
cada uma correspondendo à variação de 1 ºC, que é a unidade de escala.
Escala Fahrenheit (ºF)
Usada em países de língua inglesa, no qual atribui valores de:
•
32 ºF para a temperatura do ponto de gelo e,
•
212 ºF para a temperatura do ponto de vapor.
O intervalo entre os valores de 32 ºF e 212 ºF é dividido em 180 partes iguais,
cada uma correspondendo a variação de 1 ºF.
Escala Kelvin ou Escala Absoluta (K)
A escala Kelvin ou escala absoluta.
Existe uma temperatura na qual a agitação das moléculas atinge um mínimo.
Essa temperatura é denominada zero absoluto e é a menor temperatura possível na
prática.
A escala Kelvin tem como origem o zero absoluto, correspondendo à
temperatura de - 273 ºC (aproximadamente).
6
•
•
Na escala Kelvin são atribuídos os valores de:
273 K para a temperatura do ponto de gelo e,
373 K para a temperatura do ponto de vapor.
G) Relação entre as Escalas Termométricas
Para converter uma temperatura expressa na escala Celsius na
correspondente Kelvin e Fahrenheit, usaremos a relação que vamos demonstrar.
Seja três termômetros graduados nas escalas Celsius, Kelvin e Fahrenheit
Tc - 0 / 100 = Tk - 273 / 373 - 273 = Tf - 32 / 212 - 32
Tc = Tk - 273 = Tf - 32
100
100
180
•
Para converter temperatura da escala Celsius para Kelvin, usamos a
relação:
Tc = Tk - 273
100
100
Tc = Tk - 273
•
Para converter temperatura da escala Celsius para Fahrenheit e vice-versa,
usamos a relação:
Tc = Tf - 32
100
180
Tc = Tf - 32
5
9
•
Para converter temperatura da escala Kelvin para Fahrenheit, usamos a
relação:
Tk - 273 = Tf - 32
100
180
TK 273 = Tf - 32
5
9
7
•
Conversão da temperatura para outra unidade qualquer.
Tc - 0 = Tf – 32 = Tk-273 = TQ – Pg
100 - 0
212 – 32
373-273
Pv -Pg .
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS
1) A temperatura de 300 K corresponde a que temperatura na escala Celsius?
Solução:
Tk = 300 K Tc = Tk - 273
Tc = ? Tc = 300 - 273
Tc = 27 ºC
2) A temperatura de 77 ºC corresponde a que temperatura na escala Kelvin?
Solução:
Tc = 77 ºC Tc = Tk - 273
Tk = ? 77 = Tk - 273
77 + 273 = Tk Tk = 350 K
3) A temperatura de 40 ºC corresponde a que temperatura na escala Fahrenheit?
Solução:
Tc = 40 ºC Tc / 5 = Tf - 32 / 9
Tf = ? 40 / 5 = Tf - 32 / 9
8 = Tf - 32 / 9
8 x 9 = Tf - 32
72 = Tf - 32
Tf = 32 + 72
Tf = 104 ºF
4) Qual a temperatura em que as escalas Celsius e Fahrenheit fornecem a mesma
leitura?
Solução:
Tc = Tf = T
Tc / 5 = Tf - 32 / 9
T / 5 = T - 32 / 9
9. T = 5. T - 160
9. T - 5. T = - 160
4.T = - 160
T = - 160 : 4
T = - 40 º
5) Um termômetro X foi graduado atribuindo os valores de 2 cm para o ponto de
gelo e 7 cm para o ponto de ebulição. 4 cm nesta escala corresponde a que
temperatura na escala Celsius?
Solução:
8
Tc - 0 / 100 - 0 = 4 - 2 / 7 - 2
Tc / 100 = 2 / 5
5. Tc = 200
Tc = 200 : 5
Tc = 40 º C
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
1) A temperatura do corpo humano é de aproximadamente 36 ºC. Qual será essa
temperatura em graus Fahrenheit?
2) Qual a temperatura na escala Kelvin correspondente a:
a) 15 ºC
b) 130 ºC
3) Uma temperatura de 50 ºF corresponde a que temperatura na escala Kelvin?
4) Um termômetro Y, foi graduado atribuindo os valores de 10 ºY para o ponto de
gelo e 70 ºY para o ponto de ebulição. 30 ºY corresponde a que temperatura na
escala Celsius?
5) A temperatura de uma substância foi medida em dois termômetros, um graduado
na escala Celsius e outro na escala Fahrenheit. Verificou-se que o termômetro
graduado na escala Fahrenheit apresentava uma leitura igual a metade da escala
Celsius. Qual o valor dessa leitura na escala Fahrenheit?
6) Em uma escala A, foram atribuídos os valores de -10 ºA e 50 ºA , para pontos
de gelo e vapor, respectivamente. 20 ºC corresponde a que temperatura nessa
escala A?
7) Num termômetro de mercúrio, a coluna de mercúrio tem altura
de 3,0 cm
quando a temperatura é 0 ºC e tem altura de 5,0 cm quando a temperatura é de 40
ºC. Mergulhando-se esse termômetro num vaso contendo gelo seco a coluna
estaciona na altura de 1,5 cm. Qual a temperatura em que se encontra o gelo-seco
na escala termométrica Celsius?
RESPOSTAS
1) 68 ºF 2) 288 K e 403 K 3) 283 K 4) 33,3 ºC 5) 12,30 ºF 6) 2 ºA 7) - 30 ºC
3. CALORIMETRIA
A) Equilíbrio Térmico
Se dois corpos com temperaturas diferentes são colocados em contato ou
próximo um do outro suas temperaturas se igualam depois de algum tempo.
Enquanto as temperaturas forem diferentes o corpo mais quente cede calor
ao mais frio.
A temperatura comum atingida pelos corpos é chamada de temperatura de
equilíbrio.
Quando dois ou mais corpos atingem a temperatura de equilíbrio (se
encontram à mesma temperatura), dizemos que eles estão em estado de equilíbrio
térmico.
B) Princípio Zero da Termodinâmica
Sejam três corpos A, B e C. Se tanto o corpo A como o corpo B encontram-se
em equilíbrio térmico com o corpo C, então podemos afirmar que: os corpos A e B
também se encontram em equilíbrio térmico entre si.
TA = TB = TC
9
C) CALOR ESPECÍFICO (c):
É a quantidade de calor que cada grama de uma substância necessita trocar
para variar sua temperatura em 1ºC. Quanto menor o calor específico de uma
substância, mais facilmente ela pode sofrer variações em sua temperatura.
Obs.: O calor específico depende da substância e não da quantidade da mesma.
Diferente da capacidade térmica.
D Capacidade Térmica (C)
Razão entre a quantidade de calor trocada por um corpo e a correspondente
variação de temperatura.
Outras equações possíveis:
Unidade de C: Cal / ºC
Obs: A capacidade térmica depende da substância e também da quantidade da
mesma.
E) PRINCÍPIOS DAS TROCAS DE CALOR
Num recipiente termicamente isolados a soma das quantidades de calor é
nula.
Q(recebido) + Q(Cedido) = 0
IMPORTANTE:
1) Numa troca de calor a temperatura de equilíbrio térmica fica mais próxima de
quem possuí maior capacidade térmica. Se esta for a mesma, a temperatura de
equilíbrio será a média aritmética da temperatura dos corpos envolvidos.
2) Quando o calorímetro participa das trocas de calor, muitas vezes sua temperatura
inicial é omitida. Quando isso acontecer deve-se considerar a temperatura inicial do
calorímetro igual a da temperatura da 1º substância introduzida no mesmo.
10
F) CALOR E MUDANÇA DE ESTADO
Toda matéria, dependendo da temperatura, pode se apresentar em três
estados: sólido, líquido e gasoso.
As possíveis mudanças de estado, quando uma substância recebe ou cede
calor, estão esquematizadas na figura abaixo:
Quando, à pressão constante, uma substância recebe (absorve) calor
sensível, sua temperatura aumenta: se o calor é latente, ocorre mudança de estado,
mantendo-se a mesma temperatura.
O gráfico ilustra a variação da temperatura de uma substância em função do
calor absorvido pela mesma.
IMPORTANTE:
1) O termo sublimação é usado para designar a mudança sólido para gasoso.
Alguns autores classificam a passagem sólido para gasoso como sublimação direta
ou 1ª sublimação, e a passagem gasoso para sólido como sublimação inversa ou 2ª
sublimação.
Na CNTP o melhor exemplo de sublimação é o da naftalina, que passa do
estado sólido diretamente para o gasoso.
2) A mudança líquido para gasoso, que chamamos vaporização, deve ser
subdividida em:
a) Evaporação: é um processo espontâneo e lento, que se verifica a uma
temperatura qualquer e depende da área de contato. Na evaporação, quanto maior a
área de contato mais rapidamente se processa a passagem do estado líquido para o
gasoso.
b) Ebulição: é um processo que se verifica a uma determinada temperatura (a
pressão tem influência sobre a temperatura, veremos posteriormente). Logo é um
processo forçado. É mais rápido que a evaporação.
11
c) Calefação: ocorre quando uma massa de líquido cai sobre uma superfície
aquecida a uma temperatura superior a temperatura de ebulição do líquido. A
calefação é um processo quase instantâneo. Ao observarmos gotas d’água caírem
sobre uma chapa bem quente, notamos que as gotas vaporizam rapidamente
emitindo um chiado característico.
G) EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA CALORIMETRIA - QUANTIDADE DE CALOR
SENSÍVEL (QS);
Unidades:
- Unidade de Q:1 caloria (1 cal) - quantidade de energia necessária para aquecer 1g
de H2O em 1ºC
1Kcal = 1000 cal;
- Unidade de m: gramas (g)
- Unidade de c : cal / g ºC
- Unidade de ∆Θ: ºC
H) CALOR LATENTE
Calor latente de mudança de estado L é a quantidade de calor, por unidade
de massa, que é necessário fornecer ou retirar de um dado corpo, a uma certa
pressão, para que ocorra a mudança de estado, sem variação de temperatura.
Matematicamente:
Da definição de calor latente resulta sua unidade de medida: cal/g , J/g, KJ/kg,
BTU/lb, etc.
A quantidade de calor envolvida na mudança de estado decorre da definição
de calor latente.
IMPORTANTE:
1) À pressão constante, toda substância sofre mudança de estado a uma
determinada temperatura.
2) À pressão constante, durante a mudança de estado a temperatura se mantém
constante.
3) Nas mesmas condições, a quantidade de calor recebida (absorvida) ou cedida
(liberada) por uma dada substância, durante a mudança de estado, é, em valor
absoluto, igual para a unidade de sua massa.
12
Exemplo:
calor latente de fusão do gelo: LF = 80cal/g
calor latente de solidificação da água: LS = - 80 cal/g
O sinal (+) refere-se à quantidade de calor recebida (absorvida) pela substância, e o
sinal (-) à quantidade de calor cedida (liberada) pela mesma.
I) INFLUÊNCIA DA PRESSÃO
A pressão influi sobre as temperaturas em que ocorrem as mudanças de
estado físico.
INFLUÊNCIA NA FUSÃO
Existem algumas exceções, como a água, a prata, o antimônio, o bismuto,
que diminuem de volume ao fundirem.
A pressão influencia a temperatura de fusão desses dois grupos de maneira
distinta, vejamos.
•
Tudo o que foi dito sobre a temperatura de fusão também é válido para a
temperatura de solidificação.
INFLUÊNCIA NA EBULIÇÃO
A influência da pressão sobre a ebulição é muito mais simples que sobre a
fusão, pois a regra agora é única:
•
1- Calcule qual a quantidade de calor gasta em Joules para aquecer 2 litros de água
(ou 2kg) de 10°C até 90°C. Se o processo ocorreu em 5 minutos, qual a potência de
aquecimento?
2- Calcule qual a quantidade de calor em joules (J) para aquecer 5kg de gelo contido
em uma panela. O aquecimento deve ser de –10°C até a temperatura de 60°C?
Considere: calor específico (c) do gelo=0,5 cal/(g°C), calor latente de fusão da água
L (fusão) =80 cal/g, c da água=1,0 cal/(g°C) .
13
3- Mistura-se dois litros de café a 80°C com 5 litros de leite a 10°C. Qual será a
temperatura final da mistura? Considere que o processo de trocas térmicas se deu
dentro de um calorímetro adiabático, isto é, não há perdas para o meio externo.
Considere calor específico do café de 0,98kcal/kg C e do leite de 0,93kcal/kg°C.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
1. Calor é:
a) uma função da temperatura do corpo.
b) energia térmica contida em um corpo.
c) energia em trânsito entre dois corpos motivada por uma diferença de temperatura.
d) uma grandeza sem definição.
2. Se um sistema está em equilíbrio térmico, então todos os corpos que o constituem
têm:
a) mesma massa.
b) mesmo calor específico.
c) mesma quantidade de calor.
d) mesma temperatura.
3. Para aquecer 10 g de água de 10 a 25º C é necessário fornecer 150 cal. Para
resfriar essa mesma quantidade de água de 25 a 10º C deve-se retirar:
a) 120 cal
b) 180 cal
c) 150 cal
d) não há resfriamento.
4. Dois corpos em diferentes temperaturas são postos em contato, formando um
sistema isolado. Não havendo mudança de estado ao se atingir o equilíbrio térmico,
o corpo que sofre maior variação de temperatura é o de:
a) menor temperatura.
b) menor calor específico.
c) menor capacidade térmica.
d) menor massa.
5. Quando hortaliças são conservadas em congeladores e baixas temperaturas, elas
ficam murchas e sem sabor. Isto se deve a:
a) envelhecimento das hortaliças.
b) congelamento da água no interior das células, arrebentando as paredes da
mesma.
c) ação de microrganismos.
d) falta de clorofila
e) perda de água pelas hortaliças.
6. O fato de se patinar sobre o gelo é justificado:
a) porque o gelo é liso.
b) porque o gelo é sólido.
c) porque a pressão das lâminas do patim é muito grande e ocorre fusão do gelo.
d) todas as anteriores estão certas.
7. Associar: Processo de obtenção de sal em salinas, utilizando-se a água do mar e
o Sol.
a) ebulição.
b) evaporação.
14
c) sublimação.
d) calefação.
e) liquefação.
8. A temperatura de ebulição de um líquido:
a) independe da pressão.
b) é diretamente proporcional à pressão.
c) é inversamente proporcional à pressão.
d) é diretamente proporcional à quantidade de calor fornecida pelo líquido.
9. Quantidades iguais de éter são colocadas num prato e numa garrafa de boca
estreita, abertos para a atmosfera. A temperatura do éter será:
a) maior no prato.
b) maior na garrafa.
c) igual no prato e na garrafa.
d) depende da temperatura ambiente.
e) proporcional a cada uma das áreas expostas à atmosfera.
10. Uma pessoa molhada sente, em relação a uma pessoa seca:
a) frio porque a temperatura externa é mais baixa que a do corpo.
b) calor porque a temperatura externa é mais alta que a da água.
c) calor porque a evaporação é um processo que cede calor.
d) frio porque a evaporação se dá com recebimento de calor.
11. Em regiões próximas ao mar a temperatura é mais estável que em regiões
afastadas do mar. Isto se deve a:
a) alta umidade das regiões próximas ao mar.
b) baixa temperatura do ar próximo ao mar.
c) alta capacidade térmica da água em relação ao ar.
d) grande movimentação da água do mar.
12. Uma panela de pressão cozinha um alimento mais rapidamente porque:
a) se fornece mais calor a ela.
b) tem condutividade térmica maior.
c) a temperatura de ebulição da água aumenta com a pressão.
d) tem capacidade térmica maior.
13. A pressão da coluna de ar sobre a superfície da terra diminui com a altitude, pois
fica menor, em altura. Podemos afirmar então que:
a) é mais fácil cozinhar um alimento numa região baixa do que numa alta.
b) é mais fácil cozinhar um alimento numa região alta do que numa baixa.
c) a dificuldade de cozimento é a mesma.
d) o cozimento depende apenas do tipo de combustível que se usa.
14. Considerando-se idênticas condições de temperatura, umidade e movimentação
do ar, é mais fácil secar-se um lençol estendido num varal em:
a) um lugar alto.
b) um lugar baixo.
c) em qualquer lugar.
d) em espaços amplos.
15. Fornecendo-se, à mesma massa de água e de cobre, uma mesma quantidade
de calor, a maior variação de temperatura sofrida será:
a) o cobre, pois tem menor calor específico;
b) a água, pois tem maior calor específico;
c) o cobre, pois tem maior calor específico;
d) a água, pois tem menor calor específico;
16. Estende-se a roupa no varal para que seque mais rapidamente porque a
velocidade de evaporação de um líquido:
15
a) depende da temperatura.
b) não depende do grau de umidade do ar.
c) depende da área da superfície líquida exposta no ar.
d) depende da pressão atmosférica.
e) não depende da natureza do líquido.
17. Durante a mudança de estado, sob pressão constante:
a) a substância não troca calor;
b) a temperatura da substância varia;
c) a substância troca calor e a temperatura varia;
d) a substância troca calor e a temperatura não varia;
e) a substância não troca calor e a temperatura não varia;
18. Durante a passagem do estado líquido para o de vapor, sob pressão constante,
uma substância:
a) absorve calor e aquece;
b) absorve calor e esfria;
c) cede calor e esfria;
d) cede calor e aquece;
e) nada disso ocorre;
19. Retirando-se o ar de um ambiente onde existe água líquida:
a) a água permanece sem alteração;
b) em determinado instante, a água começa a ferver;
c) a temperatura da água aumenta;
d) nada disso ocorre;
20. Nos dias frios, quando uma pessoa expele ar pela boca, forma-se uma espécie
de "fumaça" junto ao rosto. Isto ocorre porque a pessoa:
a) expele ar quente e úmido que condensa o vapor d'água existente na atmosfera;
b) expele ar quente e úmido que se esfria, ocorrendo a condensação dos vapores
expelidos;
c) expele ar frio que provoca a condensação do vapor d'água na atmosfera;
d) provoca a liquefação do ar, com seu calor;
21. Caloria é unidade de:
a) temperatura;
b) energia;
c) potência;
d) quantidade de calor;
22. Calor latente:
a) produz variação de temperatura;
b) produz mudança de estado;
c) não produz variação de energia interna;
d) serve para esquentar um corpo;
23. As bolinhas de naftalina servem para matar baratas. Quando expostas ao ar,
elas somem com o tempo, porque:
a) as baratas comem;
b) sublimam;
c) fundem e depois evaporam;
d) se condensam;
24. Um vidro de éter esvazia-se , porque o éter sofre:
a) evaporação;
b) sublimação;
c) ebulição;
d) calefação;
16
25. Uma garrafa cheia de água pode quebrar, dentro do congelador, porque:
a) a água ao se congelar sofre um aumento de volume;
b) a água quimicamente destrói as paredes do vidro;
c) a garrafa não pode ter temperatura baixa;
d) o gelo externo à garrafa exerce uma pressão muito grande;
26. Ao bebermos água gelada, notamos que o corpo "sua", ficando com a parte
externa molhada. Isto acontece porque:
a) a água atravessa as paredes do copo e molha a parte externa;
b) o vapor d'água existente no ar se condensa ao encontrar as paredes do corpo;
c) em geral, ao se colocar água no copo, deixa-se molhar a parte externa;
d) o vidro do copo perde umidade.
27. Em Santos a água ferve a 100 º C e em São Paulo, a 98 º C, porque:
a) geralmente a temperatura em Santos é superior à de São Paulo;
b) a água em Santos é pura e a de São Paulo, sendo constituída de outras
substâncias, tem a temperatura de ebulição menor;
c) a pressão atmosférica em Santos é maior que a de São Paulo e aumentando a
pressão aumenta o ponto de ebulição;
d) a água em Santos é impura e seu ponto de ebulição é maior que em São Paulo;
28. Se fecharmos as portas e janelas de uma cozinha e deixarmos a geladeira
funcionar de porta aberta:
a) a cozinha funcionará como uma grande geladeira e sua temperatura média
diminuirá;
b) a cozinha terá sua temperatura média aumentada;
c) a temperatura da cozinha permanecerá constante;
d) nada se pode afirmar;
29. O que é calor específico?
a) a quantidade de calor necessária para ferver um ovo;
b) a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 100 º C;
c) a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 grama de água
de 1 º C;
d) a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 grama de água
de 1 º F;
Respostas:
1c, 2d, 3c, 4c, 5b, 6c, 7b, 8b, 9b, 10d, 11c, 12c, 13a, 14a, 15a,16c, 17d, 18e,19b,
20b, 21d, 22b, 23b, 24a, 25a, 26b, 27c, 28b, 29c,
J) TRANSMISSÃO DE CALOR
Você já viu que para ocorrer a troca de calor (energia) entre dois corpos é
necessário que exista uma diferença de temperatura entre eles. Corpos com a
mesma temperatura não trocam calor (energia). O que acontece, resumindo um
pouco, é o seguinte:
• Todos os corpos possuem energia interna.
• Se existir uma diferença de temperatura entre dois corpos parte desta energia
interna irá passar de um para o outro (esta energia passando de um corpo para o
outro chamasse calor).
• Um corpo irá perder energia para o outro até que ambos fiquem na mesma
temperatura (equilíbrio térmico)
• Sempre o corpo de maior temperatura perde energia para o de menor
temperatura.
•
Quando a temperatura de equilíbrio é atingida, o fluxo de calor pára.
17
Mas como é que o calor, ou a energia, passa de um corpo para o outro ???
Digamos que a energia, chamada neste caso de calor, pode passar de um
corpo para o outro de três maneiras diferentes. A estas três maneiras damos o nome
de condução, convecção e irradiação. Vamos ver cada uma delas separadamente
(apesar delas ocorrerem muitas vezes ao mesmo tempo).
1) Condução
Experimente pegar uma vareta metálica de uns 30 cm e aquecer uma de suas
extremidades na chama de uma vela. Após algum tempo, a extremidade que você
segura também estará quente. Isso acontece porque o calor se propaga através da
vareta e atinge sua mão. Esse processo de propagação do calor através das
moléculas do meio é chamado de condução.
Os materiais em geral apresentam diferentes condutibilidades, ou seja, alguns
conduzem mais calor que outros. Os metais costumam ser bons condutores de
calor, enquanto o isopor, a lã de vidro, a borracha, o amianto e a madeira são maus
condutores; podemos até dizer que são isolantes térmicos (não conduzem calor).
As paredes das geladeiras são forradas com lã de vidro para evitar que entre
calor dentro delas. As paredes dos fornos também são forradas com lã de vidro, só
.
que para evitar que o calor saia.
Os agasalhos que usamos no inverno também são feitos de isolantes
térmicos, como a lã. Assim, o calor produzido pelo nosso corpo não escapa para a
atmosfera, e nos sentimos aquecidos. No deserto, ao contrário do que se imagina,
devem ser usadas grossas roupas de lã. Isso impede que o forte calor fique em
contato com a pele.
2) Convecção
Podemos observar o fenômeno da convecção no funcionamento de uma
geladeira. Existe um motivo para que o congelador esteja sempre na parte superior
da geladeira. O congelador esfria o ar, que se torna mais denso e tende a descer.
Enquanto desce, ele retira calor dos alimentos que encontra. Nesse tempo, o ar
quente das partes inferiores da geladeira tende a subir. Em contato com o
congelador, ele esfria e o processo continua.
Podemos então dizer que a convecção é o processo de transmissão de calor
através do deslocamento de massas de fluidos (líquidos ou gases).
Nos radiadores de automóveis também temos um exemplo de convecção. A água
quente do motor, por ser menos densa, tende a subir para o radiador, onde esfriará.
Voltando ao motor, já mais fria, ela resfriará o motor, se aquecerá e o processo terá
seguimento.
3) Irradiação
O calor do Sol percorre milhões de quilômetros até chegar à Terra. Essa propagação
não se dá por condução nem por convecção. Nesse trajeto, o calor se propaga no
vazio por irradiação, isto é, através de ondas.
.
Podemos perceber a irradiação em outras situações. Você sente o calor que vem de
um forno aceso, mesmo não encostando nele.
.
A rigor, todos os objetos irradiam calor o tempo todo. Seu corpo mesmo está
.
irradiando neste exato momento.
Quando a temperatura de um corpo é constante, é porque existe um equilíbrio
entre o calor recebido e o calor irradiado ou cedido por condução ou convecção.
A estufa de plantas é um interessante exemplo de irradiação de calor. O vidro
18
permite que o calor do Sol entre e atinja as plantas. Esse calor é absorvido pelas
plantas e pelos demais objetos da estufa e irradiado em forma de outras ondas, que
não conseguem atravessar o vidro. O calor permanece então dentro da estufa,
favorecendo o crescimento das plantas.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
1. Quando se coloca uma colher de metal numa sopa quente, logo a colher também
estará quente. A transmissão de calor através da colher é chamada:
a) agitação;
b) condução;
c) irradiação;
d) convecção.
2. A blusa de lã é um bom isolante térmico porque:
a) é muito espessa;
b) retém bastante ar no seu interior;
c) impede a passagem da corrente de ar pelo corpo;
d) impede a transpiração e a conseqüente diminuição de temperatura do corpo.
3. Nas geladeiras, a fonte fria (o congelador) deve ser colocada:
a) na parte inferior, pois o ar quente é resfriado lá;
b) na parte superior, pois o ar quente tende a se elevar;
c) na parte inferior, pois o ar frio é mais denso e desce para o fundo;
d) no meio do refrigerador.
4. O processo de transmissão de calor que só ocorre no vácuo (onde não tem ar) é:
a) condução;
b) convecção;
c) absorção;
d) irradiação.
5. Para servir uma feijoada na mesa, é melhor colocá-la numa panela de:
a) alumínio;
b) ferro;
c) cobre;
d) barro.
6. Ao misturarmos num copo água gelada com água na temperatura ambiente, com
o objetivo de bebê-la, devemos:
a) misturar de qualquer modo;
b) colocar a água quente sobre a água fria;
c) colocar primeiro a água fria e depois a quente;
d) colocar a água fria após a água quente, para obtermos uma melhor mistura.
19
7. No processo de condicionamento de ar de um recinto fechado:
a) no inverno o ar quente deve entrar pela parte inferior da sala;
b) no verão o ar frio deve entrar pela parte inferior da sala;
c) tanto no verão quanto no inverno a entrada do ar deve ser pela parte inferior ;
d) tanto no verão quanto no inverno a entrada do ar deve ser pela parte superior.
8. A transmissão de calor ocorre sempre:
a) no vácuo;
b) entre dois sólidos;
c) no sentido dos corpos de menor temperatura;
d) no sentido dos corpos de maior temperatura.
9. Entre os aparelhos abaixo assinale aquele que não tenha funcionamento
diretamente ligado à transmissão de calor:
a) chuveiro elétrico;
b) utensílios para cozinhar alimentos;
c) liqüidificador;
d) geladeira.
10. Colocando-se a mão para fora da janela de um automóvel em movimento, ela
esfria rapidamente. Isto se deve a:
a) estar mais frio fora do que dentro do carro;
b) à convecção que acelera a troca de calor;
c) irradiação que é acelerada pelo movimento;
d) condução de calor da mão para o ar.
11. Nos líquidos, o calor se propaga por:
a) condução interna;
b) convecção;
c) condução externa;
d) irradiação.
12. Um cobertor de lã tem por função:
a) dar calor ao corpo;
b) impedir a entrada do frio;
c) reduzir a transferência de calor do corpo para o exterior;
d) comunicar sua temperatura ao corpo.
13. Uma lareira aquece uma sala:
a) por irradiação e convecção;
b) exclusivamente por convecção;
c) principalmente por condução;
d) exclusivamente por condução.
14. A Terra recebe energia do Sol graças a:
a) condução do calor;
b) convecção de energia térmica;
c) reflexão do calor;
d) irradiação do calor;
15. Num planeta completamente desprovido de fluidos apenas pode ocorrer propa_
gação de calor por:
a) comvecção e condução;
b) convecção e irradiação;
c) condução e irradiação;
d) irradiação;
e) convecção;
16. Um ventilador de teto, fixado acima de uma lâmpada incandescente, apesar
de desligado, gira lentamente algum tempo após a lâmpada estar acesa. Esse
fenômeno é devido à:
20
a) convecção do ar aquecido;
b) condução da luz e do calor;
c) irradiação da luz e do calor;
d) reflexão da luz;
e) polarização da luz;
17. A finalidade da utilização de um ventilador para atenuar a sensação de "calor" é:
a) aumentar a concentração de vapor de água junto à pele, resfriando-a.
b) diminuir a concentração de vapor de água junto à pele, aumentando a velocidade
de evaporação do suor.
c) diminuir a velocidade de evaporação do suor, mantendo-o mais tempo em
contato com a pele para que esta se resfrie.
d) reduzir a temperatura do ambiente.
e) aumentar a temperatura do ambiente, acelerando, assim, a velocidade de
evaporação do suor.
18. Numa noite fria, preferimos usar cobertores de lã para nos cobrirmos. No
entanto, antes de deitarmos, mesmo que existam vários cobertores sobre a cama,
percebemos que ela está fria, e somente nos aquecemos depois que estamos sob
os cobertores há algum tempo. Isso se explica porque:
a) o cobertor de lã não é um bom absorvedor de frio, mas nosso corpo sim.
b) o cobertor de lã só produz calor quando está em contato com nosso corpo.
c) o cobertor de lã não é um aquecedor, mas apenas um isolante térmico.
d) enquanto não nos deitamos, existe muito frio na cama que será absorvido pelo
nosso corpo.
e) a cama, por não ser de lã, produz muito. frio e a produção de calor pelo cobertor
não é suficiente para seu aquecimento sem a presença humana.
19. Uma garrafa térmica é feita de vidro espelhado para:
a) evitar a perda de calor por convecção.
b) facilitar que o calor seja conduzido para o seu interior, aumentando a temperatura
do líquido contido na garrafa.
c) evitar a fuga de vapor de água.
d) refletir a radiação infravermelha.
e) permitir o rápido equilíbrio térmico com o meio exterior.
20. Dois blocos de madeira estão, há longo tempo, em contato direto com um outro
de mármore, constituindo um sistema isolado. Pode-se concluir que:
a) a temperatura de cada bloco é distinta dos demais;
b) a temperatura dos blocos de madeira é maior que a do bloco de mármore;
c) os três blocos estão em equilíbrio térmico entre si;
d) os três blocos estão à mesma temperatura apenas se possuem a mesma massa;
e) os blocos estão à mesma temperatura apenas se possuem o mesmo volume;
21. Os iglus, embora feitos de gelo, possibilitam aos esquimós neles residirem
porque:
a) o calor específico do gelo é maior do que o da água;
b) o calor específico do gelo é extraordinariamente pequeno, comparado ao da
água;
c) a capacidade térmica do gelo é muito grande;
d) o gelo não é um bom condutor de calor;
e) a temperatura externa é igual à interna;
22. O fato de o calor passar naturalmente de um corpo para outro deve-se:
a) à quantidade de calor existente em cada um;
b) à diferença de temperatura entre eles;
c) à energia cinética total de suas moléculas;
d) ao número de calorias existentes em cada um;
21
23. O fenômeno da convecção térmica se verifica:
a) somente em sólidos;
b) somente em líquidos;
c) somente em gases;
d) líquidos e gases;
24. A transmissão de calor por condução só é possível:
a) nos sólidos;
b) nos líquidos;
c) no vácuo;
d) nos meios materiais;
Respostas:
1b, 2b, 3b, 4d, 5d, 6d, 7a, 8c, 9c, 10b, 11b, 12c, 13a, 14d, 15c, 16a, 17b, 18c, 19d,
20c, 21d, 22b, 23d, 24d,
4. DILATAÇÃO TÉRMICA
Uma variação de temperatura pode alterar o valor das grandezas de um
corpo, tais como: a pressão de um gás, cor e um metal, a resistência elétrica de um
condutor de eletricidade, a altura de uma coluna de mercúrio, etc. (Na construção de
termômetros, essas grandezas são utilizadas como grandezas termométricas.)
Você está iniciando agora o estudo da dilatação térmica, que trata da
alteração das dimensões de um corpo devido à variação de temperatura. Além da
construção de termômetros, a dilatação térmica permite outras inúmeras aplicações,
entre as quais podemos citar a lâmina bimetálica em pregada em dispositivos de
segurança contra incêndio e em chaves automáticas (relé termostático) que
desligam um circuito elétrico quando ocorre uma elevação indesejável da
temperatura.
Quando a temperatura se eleva, a lâmina bimetálica se encurva, devido às
dilatações que ocorrem em suas faces, constituídas por metais diferentes.
Uma outra aplicação é a rebitagem de chapas metálicas. As experiências
mostram que os orifícios das chapas aumentam quando sofrem elevação de
temperatura. Os orifícios, com diâmetro menor que dos rebites, são aquecidos e
sofrem dilatação, permitindo assim os encaixes. Quando as chapas se esfriam, os
orifícios se contraem e se prendem firmemente aos rebites.
Muitas vezes, porém, a dilatação térmica dos corpos pode causar danos. É o
que ocorre, por exemplo, quando os trilhos de uma ferrovia ficam deformados após
uma grande elevação de temperatura. Nesse caso, as juntas de dilatação (pequenos
espaços entre os trechos de um trilho) foram insuficientes.
A) DILATAÇÃO LINEAR
A figura mostra uma barra metálica, em duas temperaturas diferentes:
Verifica-se, experimentalmente, que:
22
A constante de proporcionalidade que transforma essa relação em uma
igualdade, é o coeficientede dilatação linear do material com o qual a peça foi
construída. Desse modo temos:
B) DILATAÇÃO SUPERFICIAL
Verifica-se, também experimentalmente, que o acréscimo na área de uma
superfície que apresenta variações de temperatura é diretamente proporcional à sua
área inicial So e à correspondente variação de temperatura .
A constante de proporcionalidade é o coeficiente de dilatação superficial tal
que
ß=2α
teremos:
C) DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA
Utilizando-se o mesmo raciocínio anterior e introduzindo-se o coeficiente de
dilatação volumétrica ,
23
γ=3α
teremos:
D) DILATAÇÃO ANÔMALA DA ÁGUA
A maioria dos líquidos se dilatam com o aumento da temperatura e se
contraem com a redução da temperatura, mas a ÁGUA constitui uma anomalia do
comportamento geral entre 0ºC e 4ºC, vejamos:
A partir de 0ºC a medida que a temperatura se eleva, a água se contrai,
porém essa contração cessa quando a temperatura é de 4ºC; a partir dessa
temperatura ela começa a se dilatar.
Sendo assim, a água atinge um volume mínimo a 4ºC e nesta temperatura a
sua densidade é máxima.
24
O comportamento estranho que se nota pode ser explicado pela modificação
que a água sofre em sua estrutura molecular, a partir de 4º C. Somente no estado de
vapor são encontradas moléculas de água isoladas; no estado líquido elas estão
unidas de duas em duas, mas quando a temperatura desce abaixo de 4º C, elas se
.
unem de três em três, forma com que constituem o gelo.
Em todo líquido, dentro do vaso que o contém, a parte mais quente, sendo
menos densa, fica por cima.
Com a água isso se verifica somente a
temperaturas acima de 4º C. Para temperaturas abaixo, a densidade volta a diminuir
(pois o volume aumenta) e a parte mais fria sobe. Assim, a água da superfície (que
se congela a 0º C) se congela antes do fundo.
Em um lago, nas regiões frias, ocorre o seguinte:
Com o frio, ela começa a resfriar-se e, com isso, seu volume diminui. Como
sua densidade aumenta, essa camada desce para o fundo. Ela é então substituída,
na superfície do lago, por outras camadas que antes se encontravam mais abaixo.
Estabelecem-se dentro do lago correntes ascendentes e descendentes, e esse
deslocamento prossegue até que toda a massa de água atinja 4º C.
A seguir, ainda devido ao contato com o ar frio, a temperatura da nova
camada superior continua a diminuir. Entretanto, diferentemente do que ocorreu até
esse ponto, seu volume agora aumenta. A camada superficial se torna, assim, mais
leve que a água que está abaixo, pois sua densidade diminui. Não podendo descer,
ela flutua sobre a massa de água e continua a se resfriar até que, ao atingir 0º C,
transforma-se em gelo. Esse comportamento da água preserva a vida dos peixes
durante os meses de inverno rigoroso.
25
Veja a figura:
o que ocorreu?
E) DILATAÇÃO DE CORPOS "OCOS":
"Corpos ocos se dilatam como se não fossem ocos." Exemplos:
•
Um anel de aço, ao se dilatar, comporta-se como um disco de aço.
•
Um furo em uma chapa de ferro se dilata, quando aquecido, como se fosse
feito de ferro
•
Um cubo oco de cobre se dilata, quando aquecido, como se fosse sólido.
F) DILATAÇÃO APARENTE DOS LÍQUIDOS
"Na maioria das vezes os líquidos se dilatam muito mais do que os recipientes
que os contém."
Como conseqüência, se em uma certa temperatura o recipiente estiver
completamente cheio, ao aquecermos o conjunto haverá um derramamento de parte
do líquido contido no recipiente. Ao volume de líquido derramado damos o nome de
DILATAÇÃO APARENTE DO LÍQUIDO
26
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
1. Um edifício com estrutura de aço recebe sol pela manhã em uma de suas faces.
Então:
a) o edifício se inclina na direção do sol;
b) o edifício se inclina na direção oposta à do sol;
c) o edifício não se inclina, pois o projeto no mesmo foram levados em conta estes
fatores;
d) o edifício não se inclina pois os dois lados inclinam de modo a haver
compensação;
2. Para se ligar estruturas em prédios usa-se a técnica de rebitagem. Para se
colocar os rebites é preferível que:
a) eles estejam à mesma temperatura da chapa;
b) eles estejam à temperatura superior a da chapa, geralmente aquecidos ao rubro;
c) eles estejam resfriados a temperaturas abaixo da da chapa;
d) qualquer das possibilidades acima ocorra, desde que fiquem bem colocados;
3. Um motorista de caminhão costuma passar sob um conjunto de cabos de alta
tensão, em dias frios, sem maiores problemas, porém com pequena folga. Num dia
quente, ao passar por baixo dos fios, estes prenderam-se na carroceria do
caminhão. Isto ocorreu porque:
a) o motorista distraiu-se;
b) os pneus aumentaram de volume elevando a carroceria do caminhão;
c) os postes de sustentação sofreram uma dilatação negativa;
d) os fios aumentaram o comprimento por dilatação térmica, abaixando assim a
altura;
4. A densidade de um sólido:
a) aumenta quando a temperatura aumenta;
b) não varia com a temperatura, pois a massa é constante;
c) diminui quando a temperatura diminui;
d) diminui quando a temperatura aumenta;
5. Uma régua metálica aferida a 20º C é utilizada para medir uma barra a 0º C. O
comprimento lido será:
a) maior que o real;
b) menor que o real:
c) o real;
d) depende da relação entre os coeficientes de dilatação linear da barra e da régua;
6. Considere um líquido preenchendo totalmente um recipiente aberto. Sabe-se que
o coeficiente de dilatação real do líquido é igual ao coeficiente de dilatação do
frasco. Ao aquecermos o conjunto observamos que:
a) o líquido se derramará;
b) o nível do líquido permanecerá constante;
c) o nível do líquido diminuirá;
d) nada se pode concluir;
7. Um ferro elétrico automático mantém praticamente fixa a sua temperatura.
Quando ela se eleva, o ferro elétrico desliga-se automaticamente, voltando a ligar se
a temperatura cair além de certo valor. Isto se justifica, pois no seu interior
encontramos um:
a) termômetro clínico;
b) anemômetro;
c) pirômetro;
d) termostato;
27
8. Aquecendo-se o ar, suas moléculas:
a) nada sofrem;
b) vibram menos;
c) se aproximam;
d) vibram mais e se afastam;
9. Uma chapa de ferro com um furo central é aquecida. Você diria que:
a) a chapa e o furo tendem a diminuir;
b) a chapa aumenta e o furo diminui;
c) a chapa e o furo aumentam;
d) o furo permanece constante e a chapa aumenta;
10. A distância entre dois pedaços de trilhos consecutivos em uma estrada de ferro
é:
a) menor no inverno;
b) praticamente constante;
c) maior no inverno;
d) maior no verão.
11. Um pino deve se ajustar ao orifício de uma placa que está na temperatura de 20o
C. No entanto, verifica-se que o orifício é pequeno para receber o pino. Que
procedimentos podem permitir que o pino se ajuste ao orifício?
a) aquecer o pino;
b) esfriar a placa;
c) colocar o pino numa geladeira;
d) nenhuma das anteriores;
12. Ao colocar um fio de cobre entre dois postes, num dia de verão, um eletricista
deve:
a) deixá-lo muito esticado;
b) deixá-lo pouco esticado;
c) é indiferente se pouco ou muito esticado;
d) nenhuma das anteriores;
13. Quando você tem dificuldade para retirar a tampa metálica de vidros de
conserva, deve:
a) colocá-la em água fria;
b) bater na tampa com um martelo;
c) aquecer a tampa;
d) colocar o vidro na água quente;
14. Coloca-se água quente num copo de vidro comum e noutro de vidro pirex. O
vidro comum trinca com maior facilidade que o vidro pirex porque:
a) o calor específico do pirex é menor que o do vidro comum;
b) o calor específico do pirex é maior que o do vidro comum;
c) a variação de temperatura no vidro comum é maior;
d) o coeficiente de dilatação do vidro comum é maior que o do vidro pirex;
e) o coeficiente de dilatação do vidro comum é menor que o do vidro pirex;
15. Quando um frasco completamente cheio de líquido é aquecido, este transborda
um pouco. O volume do líquido transbordado mede:
a) a dilatação absoluta do líquido;
b) a dilatação absoluta do frasco;
c) a dilatação aparente do frasco;
d) a dilatação aparente do líquido;
e) a dilatação do frasco mais a do líquido;
16. A variação do comprimento de uma barra metálica é:
a) diretamente proporcional à variação de temperatura;
b) diretamente proporcional à temperatura absoluta da barra;
28
c) inversamente proporcional à variação de temperatura;
d) inversamente proporcional ao quadrado da variação da temperatura;
17. A dilatação térmica por aquecimento:
a) provoca aumento de massa de um corpo;
b) ocorre somente nos sólidos;
c) diminui a densidade do material;
d) não ocorre para os líquidos;
18. Em um termômetro de mercúrio, o vidro dilata:
a) tanto quanto o mercúrio;
b) menos que o mercúrio;
c) mais que o mercúrio;
d) o vidro não sofre dilatação;
Respostas:
1b, 2c, 3d, 4d, 5a, 6b, 7d, 8d, 9c, 10c, 11c, 12b, 13c, 14d, 15d, 16a, 17c, 18b
29