Por conta do aquecimento global, temos presenciado recordes de temperaturas. Uma das consequências disso é a preocupação com a dilatação dos materiais, motivo pelo qual as construções e equipamentos devem ser planejados para essas novas condições. Considere uma barra de trilho de trem com comprimento de 20 m, a 0 ºC, cuja temperatura máxima em dias quentes pode chegar a 60 ºC. O coeficiente de dilatação linear do material da barra do trilho é de 1,0x10^-5/ºC. A barra é fixada no centro e pode dilatar na horizontal, conforme a imagem a seguir.

Supondo que os trabalhadores estão instalando as barras em um dia em que elas estão a 20 ºC, qual é a distância, Δx, em centímetros, que deve ser deixada entre as barras que permita sua dilatação, de forma que as barras apenas se encostem em dias de temperatura máxima?

Pontes geralmente são construídas com segmentos que, dentre várias outras funções, servem para impedir que dilatações térmicas danifiquem suas estruturas. A figura a seguir destaca como se dá a junção dos segmentos de uma ponte.

(www.aecweb.com.br. Adaptado.)

Considere que o comprimento de um desses segmentos da ponte varie linearmente em função da temperatura, conforme descrito no gráfico.

Com base nos dados apresentados no gráfico, conclui-se que, dada uma variação de temperatura de 20 ºC, o segmento da ponte dilatará em

O funcionamento de um chuveiro elétrico começa com a água liberada pela torneira, que entra na caixa do chuveiro com muita pressão. Inicialmente, o volume de água que sai pelos crivos é menor do que o volume que entra no chuveiro, e parte dela se acumula dentro na caixa do chuveiro. A água acumulada empurra o diafragma, peça que serve de apoio para os pontos de contato elétrico. Quando o diafragma sobe, esses pontos tocam nos contatos da parte superior do chuveiro, que é conectado à rede elétrica. Com o acionamento da corrente elétrica, a resistência dissipa calor que aquece a água contida na caixa do chuveiro.

Considere um chuveiro em funcionamento com 5000 Watts de potência, e cuja caixa contenha 500 ml de volume disponível para a água. Para que este volume de água contida no chuveiro seja aquecido da temperatura inicial de 18,0°C para 38,0°C, por quanto tempo deve permanecer em contato com a resistência elétrica antes de sair pelos crivos?

Considere que a densidade da água é ρ = 1,0 g/cm³ que o calor específico da água é c = 4200 J/kg K.

Um avião em voo acumula uma camada de gelo com volume V em suas asas. Supondo-se que o gelo esteja na temperatura de 273 K e que a densidade desse gelo seja de D e considerando que o calor latente de fusão do gelo seja L e que todas as grandezas aqui utilizadas estão em unidades do SI, pode-se afirmar corretamente que o calor, em joules, necessário para fundir esse gelo é

(URCA/2025.1) Oito litros de gás ideal de massa constante (com equação de estado PV = nRT) está inicialmente sob uma pressão de 4 atmosfera. Deixa-se então o gás se expandir isotermicamente, mas recebendo 2500 calorias de energia via calor, até que sua pressão seja reduzida a 1 atmosfera.

Podemos dizer que o volume final do gás e o trabalho por ele realizado neste processo são, respectivamente:

(URCA/2025.1) Suponha que um inventor afirme ter construído uma máquina térmica (cíclica) operando entre as temperaturas de 0° celsius e 273° celsius e com rendimento de 80%.

Podemos afirmar que: