Exercícios de Termometria e Dilatação Térmica

**FAMEG – Faculdade Metropolitana de Guaramirim**

**GRUPO UNIASSELVI**

**Engenharias**

**Física Geral e Experimental: Energia**

**Prof. Me. Elvis Schmidt**

1. Converta as seguintes temperaturas de graus Celsius em graus Fahrenheit:
   • a) -62,8°C, a temperatura mais baixa já registrada nos Estados Unidos (3 de fevereiro de 1947, Snag, Yukon); (-81ºF)
   • b) 56,7°C, a temperatura mais alta já registrada nos Estados Unidos (10 de julho de 1913, Vale da Morte, Califórnia); (134,1ºF)
   • c) 31,1°C, a temperatura média anual mais alta (Lugh Ferrandi, Somália). (88ºF)
2. Calcule a temperatura em graus Celsius correspondente a:
   • a) 41,0°F, uma noite de inverno em Seattle; (5ºC)
   • b) 107°F, um dia de verão em Palm Springs; (42ºC)
   • c) -18,0°F, um dia de inverno no norte de Manitoba. (-28ºC)
3. Em suas férias na Itália, você escuta na TV, em uma manhã de verão, que a temperatura irá subir dos 18°C a 39°C. Qual é o aumento correspondente na escala Fahrenheit? (38ºF)
4. • a) Em 22 de janeiro de 1943, a temperatura em Spearfish, South Dakota, subiu de -4°F para 45°F em apenas dois minutos. Qual foi a variação de temperatura em graus Celsius?
   • b) A temperatura em Browning, Montana, era 44°F em 23 de janeiro de 1916. No dia seguinte, a temperatura caiu para -56°F. Qual foi a variação de temperatura em graus Celsius? (27,2ºC, -56,7ºC)
5. • a) Calcule a única temperatura em que as escalas de Fahrenheit e Celsius coincidem. (-40ºF ou -40ºC)
   • b) Calcule a única temperatura em que as escalas de Fahrenheit e Kelvin coincidem. (574,25ºF ou 574,25 K)
6. A ponte Humber, na Inglaterra, cujo comprimento é de 1410 m, é uma das pontes de maior vão no mundo. Calcule a variação do comprimento da base de aço do vão quando a temperatura aumenta de -5 °C para 18 °C. (α = 1,2x10^-5°C^-1) (0,39 m)
7. Um tanque de aço é completamente cheio com 2,80 m³ de álcool etílico quando tanto o tanque quanto o álcool etílico estão à temperatura de 32 °C. Quando o tanque e seu conteúdo tiverem esfriado até 8 °C, que volume adicional de álcool etílico pode ser colocado dentro do tanque? (γ_aço = 3 α_aço; α_aço = 1,2x10^-5°C^-1; γ_{álcool etílico} = 75x10^-5°C^-1) (0,048 m³)
8. Os rebites de alumínio usados na construção de aviões são feitos com um diâmetro ligeiramente maior do que o diâmetro do buraco, e resfriados com ‘gelo seco’ (CO₂ sólido) antes de serem colocados nos respectivos buracos. Sabendo que o diâmetro de um buraco é de 4,5 mm, qual deve ser o diâmetro de um rebite a 23 °C para que seu diâmetro fique igual ao do buraco quando o rebite for esfriado até -78 °C, a temperatura do gelo que será usado? Suponha que o coeficiente de dilatação do rebite permaneça constante e igual a α = 2,4x10^-5°C^-1. (4,511 mm)
9. Um frasco de vidro com volume igual a 1000 cm³ a 0°C está completamente cheio de mercúrio a essa mesma temperatura. Quando esse sistema é aquecido até 55 °C, um volume de 8,95 cm³ de mercúrio transborda. Sabendo que o coeficiente de dilatação volumétrica do mercúrio é igual a 18x10^-5°C^-1, calcule o coeficiente de dilatação volumétrica do vidro. (1,72x10^-5 ºC^-1)
10. Um cilindro de cobre está inicialmente a 20°C. Em que temperatura seu volume torna-se 0,15% maior do que a 20 °C? (α_cobre = 1,7x10^-5°C^-1) (49,4 ºC)
11. Uma barra de aço a 25ºC tem 3,00 cm de diâmetro. Um anel de latão tem diâmetro interior de 2,992 cm a 25ºC. A que temperatura comum o anel se ajustará exatamente à barra? (α_aço = 1,2x10^-5°C^-1; α_latão = 1,9x10^-5°C^-1) (408,73ºC)