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Folha de Exercícios de Física: Temperatura, Calor e Dilatação Térmica

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COLÉGIO ESTADUAL DE TEMPO INTEGRAL DE ANTÔNIO GONÇALVES
Aluno(a): ____________________________________________
Turma: _____
Professor(a): Arnaldo
Data:18/04/24
Disciplina: FÍSICA 2º ano
2024
1. Explique do ponto de vista microscópico o conceito físico de temperatura.
2. Explique o conceito de calor.
3. O que se entende por equilíbrio térmico? Exemplifique.
4. Como podemos proceder para construir um termômetro?
5. As lâmpadas elétricas mais comuns existentes para comercialização são chamadas de incandescentes
e possuem atualmente o filamento feito de tungstênio, que atinge a temperatura de 2 773 K. Determine
o valor desta temperatura nas escalas:
a) Celsius:
b) Fahrenheit:
6. Dois termômetros, um Celsius e outro Fahrenheit, foram utilizados para a medida da temperatura de um
corpo. Ao atingirem o equilíbrio térmico, verificou- se que os dois indicavam a temperatura do corpo
através do mesmo valor numérico. Determine esta temperatura.
7. Uma temperatura é indicada na escala Fahrenheit por um número que é o dobro da correspondente
indicação na escala Celsius. Determine esta temperatura.
8. Uma escala arbitrária de temperaturas adota os valores –20ºX no ponto do gelo e 180ºX no ponto do
vapor. Determine:
a) a relação de conversão entre as escalas termométricas X e Celsius:
b) a temperatura, em ºX, correspondente a 60ºC:
9. Numa escala termométrica, a temperatura do gelo fundente corresponde a –80º e a temperatura da
água em ebulição, a 120º. Calcule a temperatura absoluta que corresponde a 0o dessa escala.
10. Uma escala termométrica arbitrária X está relacionada com a escala Celsius, conforme o gráfico abaixo.
Sob pressão normal, para a escala X, determine:
a) a temperatura de fusão do gelo:
b) a temperatura de ebulição da água:
11. Duas escalas termométricas estão relacionadas de acordo com o diagrama abaixo:
Sabendo que no ponto de vapor a escala A indica 200°A, qual será a indicação na escala B?
12. Complete as frases abaixo, para que fiquem fisicamente corretas:
a) Quando pontes, prédios e grandes obras de engenharia são projetadas, devem ser previstos alguns
espaçamentos entre partes dessas estruturas. São as chamadas de dilatação____________________
c) Temperatura é a grandeza física que mede o _____________________ das partículas que compõem um
corpo ou substância.
d) Costumamos analisar somente a dilatação linear quando o ______________ de um corpo é muito maior que
sua altura e largura.
13. No estudo da dilatação linear, utilizamos um coeficiente de dilatação linear, representado pela letra
grega α. Do que esse coeficiente depende e quais são suas unidades de medida?
14. Um fio de metal, à temperatura de 0ºC possui um comprimento de 100 m. O material de que é feito o fio
apresenta um coeficiente de dilatação linear igual a 1,7 ⋅ 10–5 ºC–1. Para este caso, determine:
a) o quanto varia o comprimento do fio, quando ele é aquecido até 50ºC.
b) o comprimento final do fio na temperatura de 50ºC.
15. Uma barra de cobre tem comprimento de 250 m a 30°C. Sabendo que o coeficiente de dilatação linear
do cobre é igual a 1,7 ⋅ 10–5 °C–1, determine o comprimento final dessa barra, quando a temperatura
subir para 150°C.
16. Um fio que possui um comprimento inicial de 3 m quando a temperatura mede 50°C. Sabendo que,
quando a temperatura é triplicada, o fio sofre uma dilatação linear igual a 0,0015 m, determine o
coeficiente de dilatação linear do material do qual o fio foi feito, expressando sua resposta em unidades
de 10–6 ºC–1.
17. A figura abaixo representa o comprimento de uma barra metálica em função da sua temperatura.
18. A análise dos dados permite concluir que o coeficiente de dilatação linear do metal que constitui a
barra vale, em °C–1:
19. Uma barra de ouro de 20 m, inicialmente a 20°C, é aquecida até que seu comprimento final seja igual
a 20,003 m. Sabendo que o coeficiente de dilatação linear do ouro é igual a 1,5 . 10–5 °C–1, determine a
temperatura final atingida pela barra.
20. Uma plataforma é horizontal por estar apoiada em colunas, uma de alumínio (A) e outra de ferro (B).
O desnível entre os pontos 1 e 2 é de 30 cm, como ilustra a figura:
Calcule os comprimentos das barras a 0°C para que P permaneça horizontal a qualquer temperatura.
Dados:
αal = 2,4 ⋅ 10–5 °C–1
αfe = 1,2 ⋅ 10–5 °C–1
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