UEMG 2023 — questão 16 de Física

Enunciado em texto
Um técnico de laboratório realizou um teste com uma amostra de petróleo, de coeficiente de dilação volumétrica , enchendo totalmente um recipiente de vidro, de coeficiente de dilatação linear , com a substância e elevou a temperatura do sistema até um valor T. Nestas condições, é correto afirmar que:
A) O vidro sofrerá uma dilatação maior que a do petróleo.
B) A amostra poderá transbordar, pois a dilatação do petróleo será maior que a do vidro.
C) A dilatação real do petróleo será igual à diferença entre a dilatação aparente da amostra e a dilatação volumétrica do recipiente.
D) A amostra não irá transbordar, pois os coeficientes de dilatação volumétrica do petróleo e do vidro são iguais.
(Enunciado: Vestibular UEMG 2023 — Universidade do Estado de Minas Gerais.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado de Minas Gerais (UEMG).
Resolução comentada
O que a questão pede: o que acontece quando um recipiente de vidro totalmente cheio de petróleo é aquecido.
Passo 1 — comparar coeficientes do mesmo tipo. O petróleo tem coeficiente volumétrico; o vidro, linear. Para comparar, passamos o do vidro para volumétrico, que é o triplo do linear:
O petróleo dilata cerca de 33 vezes mais que o vidro.
Passo 2 — o transbordamento. Os dois começam com o mesmo volume (o recipiente está cheio) e sofrem o mesmo aumento de temperatura. Como , o volume do petróleo cresce muito mais que a capacidade do recipiente. Com o vidro cheio até a boca, o excesso sai: a amostra transborda. Isso é a alternativa B.
Por que não as outras: A inverte a comparação. D é falsa porque os coeficientes volumétricos são 900 e 27 (em ), muito diferentes; e quem compara direto com também não acha iguais. C troca a relação: o volume que transborda (dilatação aparente) é a diferença entre a dilatação real do líquido e a do recipiente; logo, a dilatação real é a soma da aparente com a do recipiente:
⚠️ A armadilha: comparar o coeficiente volumétrico do petróleo com o linear do vidro, ou esquecer o fator 3. Outro erro é inverter a relação real/aparente da alternativa C: o transbordamento (aparente) é o que sobra depois que o recipiente também dilatou, por isso é menor que a dilatação real.
A ideia em uma frase: líquidos dilatam muito mais que sólidos; recipiente cheio e aquecido transborda, e o que transborda é a dilatação real do líquido menos a do recipiente.
Resposta: alternativa B (pode transbordar, pois o petróleo dilata mais que o vidro).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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