9 exemplos de perguntas de expansão
1. Uma chapa de aço a uma temperatura de 20 ° C tem as dimensões mostradas na figura. Se o coeficiente de dilatação linear do aço é 10⁻⁵ ° C⁻¹ , então o aumento de área a uma temperatura de 60 ° C é...
A. 0,08 cm2
B. 0,16 cm²
C. 0,24 cm 2
D. 0,36 cm 2
E. 0,64 cm 2
Discussão
Sabe-se que :
Comprimento do aço = 40 cm
Largura do aço = 20 cm
Área inicial do aço (A o ) = (40)(20) = 800 cm 2
O coeficiente de expansão linear (α) do aço é igual a 10⁻⁵ ° C⁻¹.
Coeficiente de expansão da área (β) = 2 x coeficiente de expansão do comprimento (2α) = 2 x 10 -5 o C -1
Diferença de temperatura (ΔT) = 60 ° C – 20 ° C = 40 ° C
Pergunta : Aumento da área do aço a uma temperatura de 60 ° C
Responder :
Fórmula de expansão de área :
ΔA = β A o ΔT
Descrição da fórmula:
ΔA = aumento na área, β = coeficiente de expansão da área, A₀ = área inicial, ΔT = variação na temperatura = temperatura final – temperatura inicial
Aumento da área de aço :
ΔA = β A o ΔT
ΔUMA = (2 x 10 -5 )(800)(40) = 0,64 cm
A resposta correta é E.
2. Uma placa de ferro a uma temperatura de 20 ° C tem as dimensões mostradas na figura. Se a temperatura for aumentada para 100 ° C e o coeficiente de dilatação linear do ferro for 1,1 x 10⁻⁷ ° C⁻¹ , então sua área será agora...
A. 4,0000106 m2
B. 4.000.140 m²
C. 4.000.376 m²
D. 4,0000704 m 2
E. 4.000.726 m²
Discussão
Sabe-se que :
Comprimento do ferro = 2 m
Largura do ferro = 2 m
Área inicial do ferro (A o ) = (2)(2) = 4 m 2
O coeficiente de expansão linear (α) do ferro é igual a 1,1 x 10⁻⁷ ° C⁻¹.
Coeficiente de expansão da área (β) = 2 x coeficiente de expansão do comprimento (2α) = 2,2 x 10 -7 o C -1
Diferença de temperatura (ΔT) = 100 ° C – 20 ° C = 80 ° C
Pergunta : Qual é a área do ferro a uma temperatura de 100 ° C?
Responder :
Aumento da área de ferro :
ΔA = β A o ΔT
ΔA = (2,2 x 10⁻⁷ ) (4)(80) = 704 x 10⁻⁷ = 0,0000704 m²
Área de ferro :
Área do ferro = área inicial + aumento da área
Área do ferro = 4 m² + 0,0000704 m²
Área de ferro = 4.000.704 m²
A resposta correta é D.
3. Uma placa de bronze (α = 18.10⁻⁶ ° C⁻¹ ) a uma temperatura de 0 ° C tem as dimensões mostradas na figura. Se a placa for aquecida a 80 ° C, o aumento na área da placa será...
A 0,576.10-4 m2
B. 1,152.10 -4 m 2
C. 2,304.10 -4 m 2
D. 3,456.10 -4 m 2
E. 4,608.10 -4 m 2
Discussão
Sabe-se que :
Comprimento da peça de bronze = 40 cm = 0,4 metros
Largura do bronze = 20 cm = 0,2 metros
Área inicial do bronze (A <sub>o</sub> ) = (0,4)(0,2) = 0,08 m <sup>2</sup>
O coeficiente de expansão linear (α) do bronze é igual a 18 x 10⁻⁶ ° C⁻¹.
Coeficiente de expansão da área (β) = 2 x coeficiente de expansão do comprimento (2α) = 36 x 10 -6 o C -1
Diferença de temperatura (ΔT) = 80 ° C – 0 ° C = 80 ° C
Pergunta : Qual o aumento da área do bronze a uma temperatura de 80 ° C?
Responder :
Aumento da área de bronze :
ΔA = β A o ΔT
ΔA = (36 x 10⁻⁶ ) ( 0,08)(80) = 230,4 x 10⁻⁶ = 2,304 x 10⁻⁴ m²
A resposta correta é C.
4. Um recipiente de alumínio de 2000 cm3, cheio de água a uma temperatura inicial de 0oC. Em seguida, o recipiente é aquecido até atingir a temperatura de 90°C.oC. Se o coeficiente de expansão linear do alumínio for 24 x 10-6 (oC)-1 e o coeficiente de expansão volumétrica da água é 6,3 x 10⁻⁶.-4 (oC)-1, o volume de água derramada foi de…
A. 100,94 cm³
B. 100,84 cm²
C. 100,64 cm 3
D. 100,54 cm 3
E. 100,44 cm 3
Discussão
Sabe-se que:
Volume inicial do recipiente de alumínio e água (V o ) = 2000 cm 3 = 2 x 10 3 cm 3
Temperatura inicial do recipiente de alumínio e da água (T 1 ) = 0 ° C
Temperatura final do recipiente de alumínio e da água (T 2 ) = 90 ° C
O coeficiente de expansão linear do alumínio (α) = 24 x 10 -6 ( o C ) -1
Coeficiente de expansão volumétrica do alumínio (γ) = 3α = 3 (24 x 10 -6 ( o C ) -1 ) = 72 x 10 -6 o C -1
Coeficiente de expansão do volume de água (γ) = 6,3 x 10 -4 ( o C ) -1
Pergunta: Volume de água derramada
Resposta:
Fórmula de expansão de volume:
V = V o + γ V o ΔT
V – V o = γ V o ΔT
ΔV = γ V o ΔT
Em formação :
V = volume final, V o = volume inicial, ΔV = variação de volume, γ = coeficiente de expansão volumétrica, ΔT = variação de temperatura.
Calcule a variação de volume do recipiente de alumínio:
ΔV = γ V o ΔT = (72 x 10 -6 )(2 x 10 3 )(90) = 12960 x 10 -3 = 12,960 cm 3
Calcule a variação no volume de água:
ΔV = γ V o ΔT = ( 6,3 x 10 -4 )(2 x 10 3 )(90) = 1134 x 10 -1 = 113,4 cm 3
A variação no volume de água é maior do que a capacidade do recipiente de alumínio, fazendo com que parte da água derrame.
Calcule o volume de água derramada:
113,4 cm³ – 12,960 cm³ = 100,44 cm³
A resposta correta é E.
5. Uma barra de metal é aquecida a uma temperatura de 80 ° C e seu comprimento passa a ser de 115 cm. Se o coeficiente de dilatação linear do metal é 3.10⁻³ ° C⁻¹ e a temperatura inicial do metal é de 30 ° C, então o comprimento inicial do metal é…
A. 100 cm
B. 101,5 cm
C. 102 cm
D. 102,5 cm
E. 103 cm
Discussão
Sabe-se que:
Temperatura inicial (T)1) = 30oC
Temperatura final (T)2) = 80oC
Variação de temperatura (ΔT) = 80oC - 30oC = 50oC
O coeficiente de expansão linear do metal (α) = 3.10-3 oC-1
Comprimento final do metal (L) = 115 cm
Requisito: Comprimento inicial do metal (L)o)
Resposta:
Fórmula de expansão de comprimento:
L = Lo + ΔL
L = Lo + α Lo ΔT
L = Lo (1 + α ΔT)
115 = euo (1 + (3.10-3.50) )
115 = euo (1 + (150.10-3))
115 = euo (1 0,15 +)
115 = euo (1,15)
Lo = 115 / 1,15
Lo = 100 cm
A resposta correta é A.
6. Uma barra de latão tem inicialmente 40 cm de comprimento. Quando aquecida a uma temperatura de 80 ° C, seu comprimento passa a ser de 40,04 cm. Se o coeficiente de dilatação linear do latão é de 2,0 x 10⁻⁵ ° C⁻¹ , então a temperatura inicial da barra de latão é de…
A 20 oC
B. 22 oC
C. 25 oC
D. 30 oC
E. 50 oC
Discussão
Sabe-se que:
Temperatura final (T)2) = 80oC
Comprimento inicial (L)o) = 40 cm
Comprimento final (L) = 40,04 cm
Aumento no comprimento (ΔL) = 40,04 cm – 40 cm = 0,04 cm
O coeficiente de expansão linear do latão (α) = 2,0 x 10-5 oC-1
Pergunta: Temperatura inicial (T)1)
Resposta:
Fórmula de expansão de metais:
L = Lo + α Lo ΔT
L – Lo = α Lo ΔT
ΔL = α Lo ΔT
ΔL = α Lo (T2 - T1)
0,04 = (2,0 x 10-5) (40)(80 – T1)
0,04 = (80 x 10-5)(80 – T1)
0,04 = 0,0008 (80 – T1)
0,04 = 0,064 – 0,0008 T1
0,0008 T1 = 0,064 - 0,040
0,0008 T1 = 0,024
T1 = 30oC
A resposta correta é D.
7. Uma chapa de aço a uma temperatura de 20oC tem as dimensões mostradas na figura. Se o coeficiente de dilatação linear do aço for 10-5 oC-1 então o aumento da área a uma temperatura de 60oC é…
A. 0,08 cm2
B. 0,16 cm2
C. 0,24 cm2
D. 0,36 cm2
E. 0,64 cm2
Discussão
Esta questão está relacionada a expansão.
Conhecido :
Comprimento do aço = 40 cm
Largura do aço = 20 cm
Área inicial de aço (A)o) = (40)(20) = 800 cm2
O coeficiente de expansão linear (α) do aço = 10-5 oC-1
Coeficiente de expansão da área (β) = 2 x coeficiente de expansão do comprimento (2α) = 2 x 10-5 oC-1
Diferença de temperatura (ΔT) = 60oC - 20oC = 40oC
Perguntado Aumento da área do aço à temperatura 60oC
Jawab :
Fórmula de expansão de área :
ΔA = β Ao ΔT
Descrição da fórmula:
ΔA = aumento na área, β = coeficiente de expansão da área, Ao = área inicial, ΔT = variação de temperatura = temperatura final – temperatura inicial
Aumento da área de aço :
ΔA = β Ao ΔT
ΔA = (2 x 10-5)(800)(40) = 0,64 cm
A resposta correta é E.
8. Placa de ferro a uma temperatura de 20oC tem as dimensões mostradas na figura. Se temperaturafoi elevado para 100oC e o coeficiente de expansão linear do ferro é 1,1 x 10⁻⁶.-7 oC-1, então a área passa a se tornar…
A. 4,0000106 m2
B. 4,0000140 m2
C. 4,0000376 m2
D. 4,0000704 m2
E. 4,0000726 m2
Discussão
Conhecido :
Comprimento do ferro = 2 m
Largura do ferro = 2 m
A área inicial de ferro (Ao) = (2)(2) = 4 m2
O coeficiente de expansão linear (α) do ferro é igual a 1,1 x 10⁻⁶.-7 oC-1
Coeficiente de expansão da área (β) = 2 x coeficiente de expansão do comprimento (2α) = 2,2 x 10-7 oC-1
Diferença de temperatura (ΔT) = 100oC - 20oC = 80oC
Perguntado A área do ferro a uma temperatura de 100oC
Jawab :
Aumento da área de ferro :
ΔA = β Ao ΔT
ΔA = (2,2 x 10-7)(4)(80) = 704 x 10-7 = 0,0000704 m2
Área de ferro :
Área do ferro = área inicial + aumento da área
Área de ferro = 4 m2 + 0,0000704 m2
Área de ferro = 4,0000704 m2
A resposta correta é D.
9. Uma placa é feita de bronze (α = 18.10-6 oC-1) a uma temperatura de 0oC tem o tamanho mostrado na imagem. Se a placa for aquecida a 80 oC, então o aumento na área da placa é...
A 0,576.10-4 m2
B. 1,152.10-4 m2
C. 2,304.10-4 m2
D. 3,456.10-4 m2
E. 4,608.10-4 m2
Discussão
Conhecido :
Comprimento da peça de bronze = 40 cm = 0,4 metros
Largura do bronze = 20 cm = 0,2 metros
A área inicial de bronze (A)o) = (0,4)(0,2) = 0,08 m2
O coeficiente de expansão linear (α) do bronze é igual a 18 x 10⁻⁶.-6 oC-1
Coeficiente de expansão da área (β) = 2 x coeficiente de expansão do comprimento (2α) = 36 x 10-6 oC-1
Diferença de temperatura (ΔT) = 80oC - 0oC = 80oC
Perguntado Aumento da área do bronze a uma temperatura de 80oC
Jawab :
Aumento da área de bronze :
ΔA = β Ao ΔT
ΔA = (36 x 10-6)(0,08)(80) = 230,4 x 10-6 = 2,304 x 10-4 m2
A resposta correta é C.
Fonte da pergunta:
Questões de Física para o Exame Nacional do Ensino Médio/Ensino Técnico
