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 αA e αB. 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 2L1
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 barras 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 Δt 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 °C e coeficiente de dilatação
ρL.
Um sólido de peso específico
ρS
a 0 °C possui um coeficiente de dilatação
γS,
γS >
γL. Calcular a que temperatura este
sólido flutuará no líquido.