PUC-Rio 2023 (Grupo 1) — questão 12 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: onde a borda do líquido fica na escala do tubo depois do aquecimento.

Passo 1 — o coeficiente volumétrico do tubo.

$$\gamma_{\text{tubo}} = 3 \cdot 6{,}00 \times 10^{-7}$$

$$\gamma_{\text{tubo}} = 1{,}80 \times 10^{-6}\ \text{K}^{-1}$$

É exatamente o coeficiente volumétrico do líquido.

Passo 2 — o que a escala mostra. A escala é marcada no próprio tubo e se dilata junto com ele: o espaço interno até a marca de 10,0 cm³ cresce na mesma proporção que o volume do tubo. O líquido, com o mesmo coeficiente, cresce na mesma proporção. Então o líquido continua preenchendo exatamente até a mesma marca:

$$\text{marcação} = 10{,}0\ \text{cm}^3$$

(A dilatação aparente, que é a diferença entre as dilatações do líquido e do recipiente, é zero.)

⚠️ A armadilha: tratar o líquido como um gás e multiplicar o volume por alguma razão de temperaturas. Líquidos e sólidos dilatam muito pouco: mesmo que o tubo não dilatasse, o líquido iria só de 10,0000 cm³ para 10,0009 cm³, e a leitura continuaria 10,0.

A ideia em uma frase: se recipiente e líquido têm o mesmo coeficiente volumétrico, a dilatação aparente é nula e a leitura não muda.

Resposta: alternativa C (10,0).