Qual foi a dilatação real do mercúrio?

Variação nas dimensões de um corpo ocasionado pela variação de sua temperatura.

Dilatação e Contração Térmica: Normalmente, utilizamos o termo dilatação para designar o aumento nas dimensões de um corpo e contração para a diminuição de suas dimensões. Neste guia, por simplicidade, utilizaremos o termo dilatação térmica para variação das dimensões do corpo devido a variações de temperatura. Quando o valor da variação nas dimensões for positivo, então teremos um aumento do corpo e quando negativo, uma diminuição do corpo.

Dilatação em Sólidos: O aumento ou a diminuição da temperatura provocam variações nas dimensões lineares de sólidos, bem como nas dimensões superficiais e volumétricas.

• Exemplo: ABNT NBR 6118/2003 – Projeto de Estruturas de Concreto.

• Exemplo: A dilatação térmica de sólidos na construção civil.

Dilatação em Líquidos: O aumento ou a diminuição da temperatura provocam variações nas dimensões volumétricas de líquidos e gases.

• Exemplo: Termômetro de Mercúrio e Dilatação Térmica.

Dilatação Linear:

Variação do comprimento de um sólido devido a variação de temperatura.

• Exemplo: Uma barra de cobre, homogênea e uniforme, mede 20 m, a 0° C. Calcule a variação do comprimento dessa barra, em milímetros, quando aquecida a 50° C.

Dilatação Superficial:

Variação da área de um sólido devido a uma variação de temperatura.

• Exemplo: Uma chapa de aço, a 0° C, possui um orifício circular de 10,0 cm de raio. Determine a variação de área do orifício, se a temperatura da chapa é elevada para 250° C.

Dilatação Volumétrica:

Variação do volume de uma substância devido à variação de temperatura.

• Exemplo: Um vidro comum (de janela), cujo volume é 1 000 cm³ a 20 °C, é aquecido até 70 °C. Qual foi a dilatação do vidro?

Dilatação Volumétrica em Líquidos: Os líquidos dilatam-se obedecendo às mesmas leis que estudamos para os sólidos. No entanto, como os líquidos não tem forma própria, somente tem significado o estudo de sua dilatação volumétrica.

Dilatação Aparente em Líquidos: Quando se observa a dilatação de um líquido, ele estará contido em um frasco que é aquecido simultaneamente com ele. Ambos se dilatarão e, como a capacidade do frasco aumenta, a dilatação que observaremos, para o líquido será uma dilatação aparente. A dilatação real do líquido será a soma da dilatação aparente com a dilatação do frasco.

• Exemplo: Um frasco, cujo volume é exatamente 1000 cm³ a 10 °C está completamente cheio de mercúrio a esta temperatura. Quando o conjunto é aquecido até 110 °C entornam 15,0 cm³ de mercúrio. Qual foi a dilatação real do mercúrio? E a dilatação do frasco?

Variação de Massa Específica com Dilatação Térmica:

A massa específica de uma substância diminui com o aumento da temperatura e aumenta com a diminuição da temperatura.

Massa Específica: Com a variação de temperatura, a massa da substância permanece inalterada, porém seu volume varia, o que provoca variação em sua massa específica.

• Exemplo: Como funcionam os balões de ar quente?

• Exemplo: Por que os tanques dos postos de gasolina são subterrâneos?

Dilatação Anormal da Água: Em geral, um líquido, quando aquecido, sempre se dilata, aumentando de volume. No entanto, a água constitui uma exceção a essa regra, pois ao ser aquecida de 0 °C a 4 °C tem seu volume diminuído. Apenas para temperaturas acima de 4 °C a água dilata-se normalmente ao ser aquecida. É importante observar que a 4 °C o volume da água é mínimo e, portanto, sua massa específica é máxima.

Exercícios

1) (ENEM/1999) A gasolina é vendida por litro, mas em sua utilização como combustível, a massa é o que importa. Um aumento da temperatura do ambiente leva a um aumento no volume da gasolina. Para diminuir os efeitos práticos dessa variação, os tanques dos postos de gasolina são subterrâneos. Se os tanques não fossem subterrâneos:

 I. Você levaria vantagem ao abastecer o carro na hora mais quente do dia pois estaria comprando mais massa por litro de combustível.

II. Abastecendo com a temperatura mais baixa, você estaria comprando mais massa de combustível para cada litro.

III. Se a gasolina fosse vendida por kg em vez de por litro, o problema comercial decorrente da dilatação da gasolina estaria resolvido.

Destas considerações, somente

(A) I é correta.

(B) II é correta.

(C) III é correta.

(D) I e II são corretas.

(E) II e III são corretas.

2) (ENEM/2009) Durante uma ação de fiscalização em postos de combustíveis, foi encontrado um mecanismo inusitado para enganar o consumidor. Durante o inverno, o responsável por um posto de combustível compra álcool por R$ 0,50/litro, a uma temperatura de 5 °C. Para revender o líquido aos motoristas, instalou um mecanismo na bomba de combustível para aquecê-lo, para que atinja a temperatura de 35 °C, sendo o litro de álcool revendido a R$ 1,60. Diariamente o posto compra 20 mil litros de álcool a 5 °C e os revende. Com relação à situação hipotética descrita no texto e dado que o coeficiente de dilatação volumétrica do álcool é de 1×10-3 °C-1, desprezando-se o custo da energia gasta no aquecimento do combustível, o ganho financeiro que o dono do posto teria obtido devido ao aquecimento do álcool após uma semana de vendas estaria entre

(A) R$ 500,00 e R$ 1 000,00.

(B) R$ 1 050,00 e R$ 1 250,00.

(C) R$ 4 000,00 e R$ 5 000,00.

(D) R$ 6 000,00 e R$ 6 900,00.

(E) R$ 7 000,00 e R$ 7 950,00.

3) (UDESC/2012) Em um dia típico de verão utiliza-se uma régua metálica para medir o comprimento de um lápis. Após medir esse comprimento, coloca-se a régua metálica no congelador a uma temperatura de -10ºC e esperam-se cerca de 15 min para, novamente, medir o comprimento do mesmo lápis. O comprimento medido nesta situação, com relação ao medido anteriormente, será:

(A) maior, porque a régua sofreu uma contração.

(B) menor, porque a régua sofreu uma dilatação.

(C) maior, porque a régua se expandiu.

(D) menor, porque a régua se contraiu.

(E) o mesmo, porque o comprimento do lápis não se alterou.

4) (ITA) O vidro pirex apresenta maior resistência ao choque térmico do que o vidro comum porque:

(A) possui alto coeficiente de rigidez.

(B) tem baixo coeficiente de dilatação térmica.

(C) tem alto coeficiente de dilatação térmica.

(D) tem alto calor específico.

(E) é mais maleável que o vidro comum.

5) (Acafe) Uma chapa metálica, com um furo central de diâmetro “d”, é aquecida dentro de um forno. Com o aumento da temperatura, podemos afirmar:

(A) O furo permanece constante, e a chapa aumenta a sua dimensão.

(B) O furo diminui enquanto a chapa aumenta a sua dimensão.

(C) Tanto a chapa quanto o furo permanecem com as mesmas dimensões.

(D) Tanto o furo quanto a chapa aumentam as suas dimensões.

(E) O furo diminui enquanto a dimensão da chapa permanece constante.

6) (MACKENZIE-SP) Quando um recipiente totalmente preenchido com um líquido é aquecido, a parte que transborda representa sua dilatação __________. A dilatação __________ do líquido é dada pela __________ da dilatação do frasco e da dilatação __________.

Com relação à dilatação dos líquidos, assinale a alternativa que, ordenadamente, preenche de modo correto as lacunas do texto acima.

(A) aparente — real — soma — aparente

(B) real — aparente — soma — real

(C) aparente — real — diferença — aparente

(D) real — aparente — diferença — aparente

(E) aparente — real — diferença — real

Gabarito:

1) E; 2) D; 3) A; 4) B; 5) D; 6) A.

⇐ Temperatura (Sensação Térmica)

Calor Sensível (Insolação e Trocas Secas de Calor) ⇒