Termometria e Dilatação Térmica

Question 1

O que a grandeza temperatura mede?

Answer 1

O grau de agitação das moléculas locais.

Question 2

Qual é a escala de temperatura utilizada no SI?

Answer 2

Kelvin.

Question 3

Por que a escala Kelvin é conhecida como escala absoluta?

Answer 3

Porque não tem valores negativos.

Question 4

Qual é a menor temperatura possível, na escala °C? E em K?

Answer 4

Aprox -273°C, que equivale a 0 K (zero absoluto).

Question 5

Escreva a equação para transformar °C em °F ou vice-versa.

Answer 5

Question 6

Escreva a equação para transformar °C em K ou vice-versa.

Answer 6

C + 273 = K

Question 7

A temperatura de um gás subiu 1°C. Qual seria esse aumento na escala °F?

Answer 7

Question 8

A temperatura de um gás subiu 1°C. Qual seria esse aumento na escala K?

Answer 8

1K.

Question 9

A temperatura de um gás é 1°C. Qual seria essa temperatura em °F?

Answer 9

32 + 1,8 = 33,8°F.

Question 10

A temperatura de um gás é 1°C. Qual seria essa temperatura em K?

Answer 10

273 + 1 = 274K.

Question 11

Sob pressão de 1 atm, qual a temperatura de fusão e de ebulição da água, em °F?

Answer 11

fusão: 32°F
ebulição: 212°F.

Question 12

Sob pressão de 1 atm, qual a temperatura de fusão e de ebulição da água, em K?

Answer 12

fusão: 273K
ebulição: 373K.

Question 13

O universo é isotrópico e homogêneo. A temperatura média atual do universo é -270°C. Qual seria essa temperatura em K?

Answer 13

3K.

Question 14

A história do Universo começa aos 10^(-43) segundos após o Big Bang, o instante chamado tempo de Planck. Os instantes anteriores ao tempo de Planck são chamados era de Planck.
Você consegue imaginar qual era a temperatura inicial do universo?

Texto de uma aula de Cosmologia (IF - UFRGS) dos profs Maria de Fátima Oliveira Saraiva, Kepler de Souza Oliveira Filho & Alexei Machado Müller
https://www.if.ufrgs.br/~fatima/fis2010/Aula27-132.pdf

Answer 14

Question 15

A amplitude térmica no Rio de Janeiro em um dia de verão é 10°C. Qual o valor desta diferença na escala Fahrenheit? Sendo a temperatura máxima nesse dia de 50°C, qual seria essa leitura em °F?

Answer 15

Amplitude: 18°F.
Temp máx: 122°F.

Question 16

Explique o fenômeno da dilatação em nível molecular.

Answer 16

O aumento da temperatura de um objeto significa que suas moléculas estão mais agitadas, aumentando o espaçamento entre elas (mais agitação = maior livre caminho médio). Esse aumento no espaçamento entre as moléculas é o que faz o material ficar maior, dilatar.

Question 17

Qual a característica de uma material para que, quando submetido a um aumento de temperatura, sofra uma dilatação linear? Exemplifique.

Answer 17

Uma dimensão desse material deve ser muito maior que as outras duas. Assim, a dilatação ocorrerá majoritariamente em apenas uma dimensão. Ex.: trilhos, hastes, fios.

Question 18

A medida de dilatação de um fio ou de uma haste metálica depende de quais variáveis?

Answer 18

Vai depender do comprimento inicial do material (1 m de fio dilata menos de 1 km do mesmo fio, quando aquecido a mesma temp); do material desse fio/haste (alumínio dilata diferente de cobre ou ouro, por exemplo); e da variação de temperatura (elevar a temp em poucos graus não terá efeito de dilatação perceptível, por ex).

Question 19

Escreva a expressão para calcular a dilatação linear de um material.

Answer 19

Question 20

Qual a característica de uma material para que, quando submetido a um aumento de temperatura, sofra uma dilatação superficial? Exemplifique.

Answer 20

Duas dimensões desse material devem ser muito maior que a restante. Assim, a dilatação ocorrerá majoritariamente em apenas duas dimensões. Ex.: placas, chapas, asfalto.

Question 21

Escreva a expressão para calcular a dilatação superficial de um material.

Answer 21

Question 22

Qual a relação matemática entre os coeficientes de dilatação superficial e o linear?

Answer 22

Question 23

Qual a característica de uma material para que, quando submetido a um aumento de temperatura, sofra uma dilatação volumétrica? Exemplifique.

Answer 23

Quando não há uma dimensão muito maior ou menor que as demais. Ou no caso de aumento de temp em líquidos. Ex.: copo de vidro, água líquida, petróleo.

Obs.: A variação de volume em gases ideiais é calculada por meio de outra equação, Clapeyron, que envolve pressão e temperatura.

Question 24

Escreva a expressão para calcular a dilatação volumétrica de um material.

Answer 24

Question 25

Qual a relação matemática entre os coeficientes de dilatação volumétrico e o linear?

Answer 25

Question 26

Explique o que é a dilatação aparente dos líquidos.

Answer 26

Ocorre no caso de recipientes totalmente preenchidos de um líquido. Submetendo esse sistema a uma variação de temperatura, o recipiente dilata, porém o líquido dilata mais (os coef de dilatação de líquidos são maiores que de sólidos), vazando. A dilatação aparente é justamente o volume do líquido vazado -> aparentemente dilatou o que vazou, porém, na verdade, no recipiente também dilata.

Question 27

Qual a relação matemática entre a dilatação aparente e a dilatação real dos líquidos?

Answer 27

Question 28

Uma chapa metálica tem um buraco na sua estrutura, conforme mostra a figura. Se essa chapa for submetida a um aumento de temperatura, o que deve acontecer com o buraco: diminui, mantém a área ou aumenta?

Answer 28

Aumenta junto com a chapa. Para efeitos de conta, você pode imaginar que o buraco é feito do mesmo material da chapa e aplicar a eq de dilatação superficial, onde a área do buraco é a área de um circulo de raio r.

Question 29

Uma lâmina bimetálica está na vertical. Sendo o coef de dilatação linear a 1 maior que o da 2, qual será a configuração da lâmina após ser aquecida?

Answer 29

3^a configuração (curva para direita, porque a lâmina 1, de fora, passa a ter comprimento maior que a 2, de dentro).

Question 30

Qual o papel das juntas de dilatação nos asfaltos de pontes e viadutos?

Answer 30

O asfalto costuma se movimentar devido às grandes cargas que passam por cima e também devido à variações de temperatura ao longo do dia. Para evitar rachaduras, utiliza-se as juntas de dilatação.