Dilatação Linear
O coeficiente de dilatação linear dos materiais é da ordem de 10
−5
°C
−1. Qual deve ser a ordem da variação da temperatura para que a
variação de comprimento de uma barra corresponda a 1%?
Na figura, a plataforma
P é horizontal por estar apoiada nas bases
A e
B de
coeficientes de dilatação iguais, respectivamente, a α
A e
α
B. Determine as relações
LA e
LB das
barras, a fim de que a plataforma
P permaneça horizontal em qualquer temperatura.
Quatro barras de ferro, tendo todas o mesmo comprimento
L a 0 °C, formam um losango articulado
e uma das diagonais deste losango é constituída por uma barra de latão cujo
comprimento é 2
L1 a 0 °C. Calcular qual deve ser a relação
\( \dfrac{L}{L_{1}} \)
para que distância entre os vértices livres se mantenha constante a qualquer temperatura.
É conhecida a razão
\( \dfrac{\alpha}{\alpha_{1}} \)
entre os coeficientes de dilatação linear do ferro e do latão, e são
desprezíveis os quadrados desses coeficientes.
As retas paralelas mostradas na figura, ao lado, representam os comprimentos de duas barra
A e
B em função da temperatura. Compare seus coeficientes de dilatação.
Um pêndulo que bate os segundos a 0° C tem coeficiente de dilatação linear 0,000019°C
-1. Calcule quantos
segundos atrasará por dia a 40° C.
Dilatação Superficial
Uma chapa metálica quadrada tem a 0 °C, 2,000 m de lado e um orifício circular de 1,000
mm de diâmetro, o coeficiente de dilatação linear do metal é
10.10
−6 °C
−1.
a) Determinar a área da chapa (com buraco e tudo) a 100 °C;
b) O diâmetro final do orifício.
Dilatação Volumétrica
Um tubo capilar de vidro de diâmetro
d0 = 1/5 mm e comprimento
h0 = 1 m medidos a 0° C é dividido em 100 partes de mesma altura. Determinar
a capacidade do reservattório (a 0° C) que será preciso soldar em sua extremidade
inferior,para que funcione como um termômetro de mercúrio de 0 a 100° C. Os coeficientes
de dilatação volumétrica do mercúrio e do vidro valem respectivamente:
\( {\large \gamma}_{\mathrm{Hg}}=\dfrac{1}{5550}°\text{C}^{-1} \)
e
\( {\large \gamma}_{\mathrm{V}}=\dfrac{1}{38850}°\text{C}^{-1} \)
Um tubo capilar de um termômetro de mercúrio graduado de 0 a 100° C tem diâmetro
1/10 mm, seu reservatório é cilíndrico com 1 cm de comprimento e 2 mm de raio.
Determinar o comprimento correspondente a cada grau da haste. Sendo os coeficientes de dilatação do
mercúrio e do vidro respectivamente:
\( {\large \gamma}_{\mathrm{Hg}}=\dfrac{1}{5550}°\text{C}^{-1} \)
e
\( {\large \gamma}_{\mathrm{V}}=\dfrac{1}{38850}°\text{C}^{-1} \)
Um líquido de coeficiente de dilatação volumétrica
γ
está contido num reservatório de volume
Vi a uma temperatura inicial
ti. O reservatório é feito de um material com coeficiente de
dilatação linear α. Quando o sistema sofre uma variação de temperatura
de Δ
t o líquido se expande subindo por um capilar de área transversal
A.
Calcule a variação da altura do líquido no capilar.
Um recipiente de vidro contém uma massa
m0 de mercúrio a uma temperatura
t0 e uma massa
m1, com
m1 <
m0,
quando aquecido a uma temperatura
t1, dado o coeficiente de dilatação
volumétrica do mercúrio iguala a
γHG
determinar o coeficiente de dilatação volumétrica do vidro.
Um líquido possui peso específico
ρL
a 0
o C e coeficiente de dilatação
γL.
Um sólido de peso específico
ρS
a 0
o C possui um coeficiente de dilatação
γS,
γS >
γL. Calcular a que temperatura este sólido
flutuará no líquido.