Professor: Douglas L.
Turma: 2ª C, D e E
Disciplina: FÍSICA
Canal de resposta das atividades: douglasluiz@professor.educacao.sp.gov.br
Prazo de envio: até 15/07/20
Período de envio: 29/06 à 03/07/2020
Plantão de Dúvidas
2ºC – Quarta-feira das 20h45 às
21h30hs e Quinta-feira das 19h00 às
19h45hs
2ºD – Quarta-feira das 19h45 às
20h30hs e Quinta-feira das 20h45 às
21h30hs
2ºE – Quarta-feira das 19h00 às
19h45hs e Quinta-feira das 22h15 às 22h50hs
Material utilizado: Livro didático de Física, Caderno do Aluno SP faz escola, Centro de Mídias SP
Tarefa 1
Copiar e responder às atividades
sobre: Termometria VI – (Dilatação Volumétrica, coeficientes de
dilatação volumétrica, dilatação aparente dos líquidos, dilatação anômala da
água) – parte 1.
Objetivo
Compreender e observar o efeito da
temperatura na dilatação de corpos (sólidos e líquidos) envolvendo três
dimensões, a dilatação aparente da água pelo processo de resfriamento e
aquecimento.
Habilidades
Os fenômenos de dilatação
térmica fazem parte do nosso cotidiano, pois a todo o momento estamos
vivenciando os seus efeitos. Observamos em nosso dia a dia trincas em calçadas,
estalos de armários, portas enroscando, garrafas estourando, entre outros acontecimentos
decorrentes da dilatação térmica. Entender como as variações no dimensional de
cada material influencia na aplicação de sua substância, de acordo com sua
massa.
Orientações
1)
Fazer
uma leitura do conteúdo resumido sobre dilatação superficial e utilizar também
as aulas do CMSP.
2)
Assistir
o seguinte vídeo para melhorar sobre esse novo conceito: Dilatação térmica.
TERMOMETRIA: https://www.youtube.com/watch?v=0ESxbOHQPbY
TERMOMETRIA: https://www.youtube.com/watch?v=gk_LTzovPKM
Observações
1ª) Conteúdo sequencial sobre
Termometria V, aplicações da dilatação volumétrica entre matérias sólidos e
líquidos, conceito de variação de temperatura, coeficiente de dilatação,
dilatação anômala da água;
2ª) Quando enviar o email das
atividades, mencionarem no campo do email “Assunto” nessa ordem: série e nome.
3ª) Canal de resposta das atividades: douglasluiz@professor.educacao.sp.gov.br
FÍSICA – TERMOMETRIA VI
Conforme vimos na aula
anterior, dilatação
térmica o aumento das dimensões do corpo a partir do
aumento da temperatura, logo, o que vamos estudar são os tipos de dilatações e
suas aplicações.
Dilatação
Volumétrica
Praticamente todas as substâncias,
sejam elas sólidas, líquidas ou gasosas, dilatam-se quando aumentamos sua
temperatura, embora a dilatação não seja notada a olho nu. A dilatação
volumétrica, por sua vez, é aquela em que predomina a variação em três
dimensões, ou seja, a variação do volume do corpo
Dilatação Volumétrica de um sólido
Ao estudarmos a parte da
física chamada termologia, vemos que a temperatura de um corpo está
relacionada à agitação de suas moléculas. Dessa forma, podemos dizer que se há
aumento de temperatura há também o aumento da agitação térmica das moléculas do
corpo. Geralmente, o aumento da agitação das moléculas ocasiona um aumento da
distância média entre elas, ocasionando, assim, uma dilatação do
corpo.
Portanto, podemos dizer
que ao aumentarmos a temperatura de um corpo, estamos colaborando para uma
dilatação desse corpo, sendo que basicamente essa dilatação ocorre de três
maneiras: dilatação linear, dilatação superficial e dilatação
volumétrica. Nesse artigo, nosso objeto de estudo é a dilatação
volumétrica de um corpo. Nesse tipo de dilatação podemos dizer que o corpo
sofre variação de tamanho em todas as dimensões (comprimento, largura e
altura), como mostra a figura acima.
·
Como Calcular?
ΔV = V0.γ.Δθ
Onde,
· Dilatação dos Sólidos e dos Líquidos
Para
calcular a dilatação é preciso considerar o coeficiente dos materiais. É de
acordo com os materiais de que são feitos os corpos que os mesmos têm mais ou
menos propensão de se dilatar.
Confira
a tabela abaixo já visto em dilatação linear:
|
Substância |
Coeficiente de
Dilatação Linear (ºC-1) |
|
Porcelana |
3.10-6 |
|
Vidro Comum |
8.10-6 |
|
Platina |
9.10-6 |
|
Aço |
11.10-6 |
|
Concreto |
12.10-6 |
|
Ferro |
12.10-6 |
|
Ouro |
15.10-6 |
|
Cobre |
17.10-6 |
|
Prata |
19.10-6 |
|
Alumínio |
22.10-6 |
|
Zinco |
26.10-6 |
|
Chumbo |
27.10-6 |
·
Coeficiente
de dilatação volumétrica
O coeficiente de dilatação
volumétrica é uma propriedade
física que mede quão grande é a variação de volume de um
corpo, para uma dada mudança em sua temperatura. Essa grandeza não é constante,
e o seu valor pode ser considerado constante para somente alguns intervalos de
temperatura. Confira alguns valores
típicos dos coeficientes de dilatação de algumas
substâncias no estado líquido, à temperatura de 20 ºC:
|
Substância |
Coeficiente de dilatação volumétrica (ºC-1) |
|
Água |
1,3.10-4 |
|
Mercúrio |
1,8. 10-4 |
|
Álcool etílico |
11,2. 10-4 |
|
Acetona |
14,9. 10-4 |
|
Glicerina |
4,9. 10-4 |
Como dito anteriormente, o coeficiente de
dilatação volumétrica tem dependência com
a temperatura,
ou seja, seu módulo pode variar durante um aquecimento ou resfriamento. Por
isso, para fazermos os cálculos, utilizamos os coeficientes de dilatação que se
encontrem dentro dos intervalos de temperatura.
· Dilatação aparente dos líquidos
A dilatação aparente dos líquidos é determinada pelo volume de líquido que é transbordado se um recipiente completamente cheio desse líquido for aquecido. No entanto, caso o recipiente sofra uma variação de volume igual à variação volumétrica sofrida pelo líquido, nenhum líquido deverá transbordar
·
Fórmulas
da dilatação aparente
Para calcularmos o
volume de líquido que transborda do frasco, devemos usar a fórmula da dilatação
aparente, observe:
ΔVap — dilatação aparente (m³)
V0 — volume inicial do líquido (m³)
γap — coeficiente de dilatação volumétrica aparente (ºC-1)
ΔT — variação de temperatura (ºC)
·
Dilatação anômala da água
A água apresenta um comportamento anômalo quanto
à dilatação térmica entre as temperaturas de 0 ºC e 4 ºC entenda:
aquecendo-se a água de 0º C para 4ºC, o seu volume diminui, em vez
de aumentar. Por essa razão, no estado líquido, a densidade da água
tem o seu maior
valor para a temperatura de 4ºC. Os gráficos
abaixo ajudam a entender o comportamento da densidade e do volume da água em
função de sua temperatura, observe:
Em razão desse comportamento, os refrigerantes ou
garrafas com água estouram quando deixados no congelador por muito tempo.
Quando a água atinge a temperatura de 4 ºC, o seu volume é minimamente ocupado
pela água em estado líquido, se o resfriamento continuar, o volume da água irá
aumentar em vez de diminuir. Quando a água atingir 0 ºC, o volume da água
terá crescido grandemente, enquanto o seu recipiente terá reduzido suas
próprias medidas, ocasionando a sua ruptura.
Outra consequência desse
comportamento anômalo da água é o não congelamento do fundo dos rios em
regiões muito frias. Quando a temperatura da água aproxima-se de 0 ºC, sua
densidade diminui, e, então, a água fria sobe, em razão do empuxo.
Ao subir, a água fria congela-se, formando uma camada de gelo sobre os rios.
Como o gelo é um bom isolante térmico, o fundo dos rios mantém-se
a, aproximadamente, 4 ºC, pois, nessa temperatura, sua densidade é máxima e
tende a permanecer no fundo dos rios.
O motivo por trás do
comportamento anômalo da água tem origem molecular: entre 0 ºC e 4 ºC, a
atração elétrica entre as moléculas de água supera a agitação térmica, em razão
da existência das ligações de hidrogênio presentes entre as moléculas de água.
Nome:___________________________________________ nº.______ data: _______
Profº: Douglas Luiz série: 2º
ATIVIDADE – TERMOMETRIA VI
1) (UNIMEP-SP) Quando um frasco
completamente cheio de líquido é aquecido, verifica-se certo volume de líquido
transbordado. Esse volume mede:
a) a dilatação absoluta
do líquido menos a do frasco
b) a dilatação do frasco
c) a dilatação absoluta
do líquido
d) a dilatação aparente
do frasco
e) a dilatação do frasco
mais a do líquido
2)
(DLO) A
dilatação aparente dos líquidos, é determinada pelo:
a) volume excessivo do
líquido no recipiente
b) volume do líquido que
diminui
c) volume do líquido que
transborda
d) volume do líquido
estável
e) espaço não preenchido
do líquido
3)
(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
4)
(DLO) A
respeito da dilatação irregular da água, marque o que for verdadeiro.
a) Todos os líquidos, ao
sofrerem variação de temperatura de 0 °C até 4 °C diminuem seu volume. Somente
a água faz o contrário.
b) Quando a temperatura
da água aumenta, entre 0 °C e 4 °C, seu volume diminui.
c) Quando a água está a
4 °C, a sua densidade é a mínima possível.
d) A dilatação irregular da água é percebida entre os intervalos de 0 °C a 4 °C e de 40 °C a 60 °C.
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