Caiu no vestibular

Resolução dos exercícios 4 e 5.
Exercícios propostos: 6, 7 e 8.

Exercício 4:

(OBC)
Os coeficientes de dilatação linear de alguns metais são dados na tabela abaixo:
Com duas tiras desses metais, justapostas e bem aderidas, constrói-se uma lâmina bimetálica. Ela apresenta-se reta à temperatura θ₀. Aquecendo-se a lâmina bimetálica ou resfriando-a, ela assume os aspectos indicados abaixo.

Qual das alternativas apresenta uma possibilidade correta?

a) Lâmina1:prata; lâmina2:ouro; (θ₁ > θ₀) e (θ₂ < θ₀)
b) Lâmina1:ouro; lâmina2:chumbo; (θ₁ < θ₀) e (θ₂ > θ₀)
c) Lâmina1:prata; lâmina2:zinco; (θ₁ > θ₀) e (θ₂ < θ₀)
d) Lâmina1:prata; lâmina2:alumínio; (θ₁ < θ₀) e (θ₂ > θ₀)
e) Lâmina1:zinco; lâmina2:alumínio; (θ₁ > θ₀) e (θ₂ < θ₀)

Resolução

Analisando as alternativas, concluímos que a resposta correta é c). De fato, o zinco (lâmina 2) possui coeficiente de dilatação maior do que a prata (lâmina 1). Aquecendo-se a lâmina (θ₁ > θ₀) a tira de zinco por dilatar-se mais passa a ser o arco externo e a tira de prata o arco interno. Resfriando-se a lâmina (θ₂ < θ₀), a tira de zinco se contrai mais e passa a ser o arco interno.

Resposta: c

Exercício 5:

(OBC)
Uma placa quadrada de lado L₀ é constituída de um metal de coeficiente de dilatação linear alpha. A placa é aquecida e sua temperatura sofre um aumento igual a Δθ. A diagonal da placa passa a ter um comprimento d tal que:

a) d = L₀.(1+αΔθ)
b) d = L₀.(1+2αΔθ)
c) d = L₀.(1+3αΔθ)
d) d = L₀√2.(1+αΔθ)
e) d = L₀√2.(1+2αΔθ)

Resolução:

Sendo L₀ o comprimento do lado do quadrado, concluímos que sua diagonal é igual a L₀√2. Sendo a placa aquecida, sofrendo um aumento da temperatura Δθ, seu comprimento passa a ser: d = L₀√2.(1+αΔθ)

Resposta: d

Exercícios Propostos

Exercício 6:

(UECE)
De acordo com dados de um fabricante de fogões, uma panela com 2,2 litros de água à temperatura ambiente chega a 90 °C em pouco mais de seis minutos em um fogão elétrico. O mesmo teste foi feito em um fogão convencional, a GLP, sendo necessários 11,5 minutos. Sobre a água aquecida, é correto afirmar que
A) adquiriu mais energia térmica no fogão convencional.

B) adquiriu mais energia térmica no fogão elétrico.
C) ganha a mesma energia térmica para atingir 90 °C nas duas experiências.
D) nos dois experimentos o ganho de energia térmica não depende da variação de temperatura sofrida.

Exercício 7:

(UECE)
Considere que duas panelas elétricas, de diferentes fabricantes (Z e Y), elevam a temperatura da água de 21 °C até a fervura ao nível do mar. Em uma delas, a do fabricante Z, 2 litros de água fervem em 5 minutos e na outra, a do fabricante Y, 4 litros chegam à ebulição em 10 minutos. Sobre a potência utilizada para o aquecimento do líquido nas panelas dos fabricantes Z e Y, é correto afirmar que

A) POTÊNCIAz = 2.POTÊNCIAy
B) POTÊNCIAz = POTÊNCIAy
C) POTÊNCIAz = 5.POTÊNCIAy
D) POTÊNCIAz = 10.POTÊNCIAy

Exercício 8:

(PUC-SP)
Uma xícara contém 30 mL de café a 60 °C. Qual a quantidade, em mL, de leite frio, cuja temperatura é de 10 °C, que devemos despejar nessa xícara para obtermos uma mistura de café com leite a 40 °C?

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Considere as trocas de calor apenas entre o café e o leite, seus calores específicos iguais e suas densidades iguais a 1g/cm³.

a) 15
b) 20
c) 25
d) 35