Um recipiente de vidro de capacidade
está cheio de um líquido a
. Sendo o coeficiente de dilatação linear do vidro
o coeficiente de dilatação volumétrica do líquido
, qual é o volume do líquido, em centímetros cúbicos, que transborda, quando a temperatura aumenta para
Passo 1
Então, temos um exercício de física que envolve dilatação térmica, tanto do vidro quanto do líquido dentro dele. O problema nos pede para descobrir quanto volume do líquido vai transbordar quando a temperatura aumenta de
para
. Para resolver isso, vamos precisar entender como os materiais se expandem com o aumento da temperatura utilizando os coeficientes de dilatação fornecidos.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a variação de temperatura (
):
Passo 3
Agora, vamos entender a dilatação térmica. Para sólidos como o vidro, a dilatação volumétrica (
) pode ser aproximada por:
onde
é o coeficiente de dilatação linear do vidro.
Passo 4
Substituindo os valores:
Isso significa que o volume do vidro aumenta em
.
Passo 5
Calculando o novo volume do vidro após a dilatação:
Passo 6
Para o líquido, que é um fluido, a dilatação volumétrica é diretamente dada por:
onde
é o coeficiente de dilatação volumétrica do líquido.
Passo 7
Substituindo os valores:
Isso indica que o volume do líquido aumenta em
.
Passo 8
Calculando o novo volume do líquido após a dilatação:
Passo 9
Para encontrar o volume que transborda, subtraímos o novo volume do vidro do novo volume do líquido:
Resposta
O volume do líquido que transborda é de 6,6 cm³.
Exercícios relacionados
As massas da Terra e da Lua são, aproximadamente,
, ambas em kg , e a distância entre seus centros é de
.
Determine a posição do centro de massa. Resp: O centro de massa está a km do centro da Terra.
Determine a posição do centro de massa. Resp: O centro de massa está a
Determine a posição do centro de massa de três partículas no plano
e
, sendo
e
. Resp
.
A turbina de um avião tem rendimento de
do rendimento de uma máquina ideal de Carnot operando as mesmas temperaturas. Em vôo de cruzeiro, a turbina retira calor da fonte quente a
e ejeta gases para atmosfera que está a
. O rendimento dessa turbina é de:
a)
b)
c)
d)
e)
a)
b)
c)
d)
e)
Num laboratório, para se obter água a
, mistura-se água de torneira a
com água quente a
. Para isso, coloca-se um recipiente de capacidade térmica
com 5 litros de água quente sob uma torneira cuja vazão é
, durante certo intervalo de tempo. Esse intervalo de tempo, em minutos, é um valor próximo de:
Dado: densidade da água .
a) 5 b) 7 c) 9 d) 11 e) 13
Dado: densidade da água
a) 5 b) 7 c) 9 d) 11 e) 13