Atividade Resolvida Fisica Geral e Experimental II - Termodinamica e Transferencia de Calor

19062023 1923 Unicesumar Ensino a Distância aboutblank 12 ATIVIDADE 3 FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL II 522023 Período12062023 0800 a 30062023 2359 Horário de Brasília StatusABERTO Nota máxima050 GabaritoGabarito não está liberado Nota obtida 1ª QUESTÃO A física térmica estuda a tendência dos processos naturais convergir para uma situação de equilíbrio isso pode ser observado nos casos em que corpos mais quentes cedem calor aos corpos mais frios A transferência dessa energia térmica é possível graças a alguns processos Fonte GUIMARÃES José Osvaldo de Souza Física Geral e Experimental II MaringáPR Unicesumar 2019 400 p Cenário Imagine que você está encerrando um churrasco em uma churrasqueira a carvão e percebe que ainda existe uma quantidade considerável de brasas incandescentes Você então lembra que recentemente viu uma técnica que permitia apagar o carvão e reaproveitálo para o próximo churrasco simplesmente adicionando em cima do braseiro uma sacola plástica com água Elaborado pelo professor 2023 Considerações Massa de carvão 5 kg Temperatura do carvão 200 C Temperatura da água 25 C Calor específico da água 1 calg C Calor específico do carvão vegetal 02 calg C A partir do entendimento deste cenário e considerando os conhecimentos adquiridos por meio da leitura do livro didático aulas conceituais e ao vivo responda as seguintes questões Questão 01 Comparando os calores específicos da água e do carvão explique como é possível apagar o braseiro com um saco plástico cheio de água Questão 02 Cite quais são os processos de transmissão do calor envolvidos na redução da temperatura do carvão pelo saco plástico contendo água Questão 03 Sabendo que após certo período de tempo a temperatura do carvão apagado é 30 C e que a temperatura final da água é de 75 C qual o volume em litros de água foi adicionado no saco plástico para que fosse reduzida a temperatura do carvão Considere a densidade da água 1 gcm³ ALTERNATIVAS 19062023 1923 Unicesumar Ensino a Distância aboutblank 22 Cenário Imagine que você está encerrando um churrasco em uma churrasqueira a carvão e percebe que ainda existe uma quantidade considerável de brasas incandescentes Você então lembra que recentemente viu uma técnica que permitia apagar o carvão e reaproveitálo para o próximo churrasco simplesmente adicionando em cima do braseiro uma sacola plástica com água Elaborado pelo professor 2023 Considerações Massa de carvão 5 kg Temperatura do carvão 200 ºC Temperatura da água 25 ºC Calor específico da água 1 calg ºC Calor específico do carvão vegetal 02 calg ºC A partir do entendimento deste cenário e considerando os conhecimentos adquiridos por meio da leitura do livro didático aulas conceituais e ao vivo responda as seguintes questões Questão 01 Comparando os calores específicos da água e do carvão explique como é possível apagar o braseiro com um saco plástico cheio de água Questão 02 Cite quais são os processos de transmissão do calor envolvidos na redução da temperatura do carvão pelo saco plástico contendo água Questão 03 Sabendo que após certo período de tempo a temperatura do carvão apagado é 30 C e que a temperatura final da água é de 75 C qual o volume em litros de água foi adicionado no saco plástico para que fosse reduzida a temperatura do carvão Considere a densidade da água 1 gcm³ Questão 1 Vendo os valores percebemos que o calor específico da água é bem maior que o da carvão Maior em 5 vezes na verdade Isto equivale a dizer que para atingir uma mesma diferença de temperatura e para um mesmo calor trocado é necessário 5 vezes menos massa de água do que de carvão Questão 2 Em maior ou menor grau todos os três mecanismos de transferência de calor estão envolvidos Radiação o carvão quente troca calor por radiação com a água fria condução calor é transferido por condução pelo material do carvão e também pela sacola plástica convecção como a sacola plástica está mais quente do que a água imediatamente dentro da sacola irá ocorrer convecção natural dentro da sacola transferindo calor no interior da mesma Questão 3 Aqui pela conservação da energia desprezando quaisquer interações térmicas com a vizinhança temos que o calor trocado foi dado por qmcarccar T 0carT f carmaguacaguaT f aguaT 0 agua Logo temos maguamcar ccar cagua T 0carT f car T f aguaT 0 agua magua5 02 1 20030 7525 magua34kg magua3400 g Logo o volume de água é dado por Vm ρ V 3400g 1gc m 3 V3400cm 3 Como 1l1000c m 3 temos V34l Questão 1 Vendo os valores percebemos que o calor específico da água é bem maior que o da carvão Maior em 5 vezes na verdade Isto equivale a dizer que para atingir uma mesma diferença de temperatura e para um mesmo calor trocado é necessário 5 vezes menos massa de água do que de carvão Questão 2 Em maior ou menor grau todos os três mecanismos de transferência de calor estão envolvidos Radiação o carvão quente troca calor por radiação com a água fria condução calor é transferido por condução pelo material do carvão e também pela sacola plástica convecção como a sacola plástica está mais quente do que a água imediatamente dentro da sacola irá ocorrer convecção natural dentro da sacola transferindo calor no interior da mesma Questão 3 Aqui pela conservação da energia desprezando quaisquer interações térmicas com a vizinhança temos que o calor trocado foi dado por 𝑞 𝑚𝑐𝑎𝑟𝑐𝑐𝑎𝑟𝑇0𝑐𝑎𝑟 𝑇𝑓𝑐𝑎𝑟 𝑚𝑎𝑔𝑢𝑎𝑐𝑎𝑔𝑢𝑎𝑇𝑓𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑇0𝑎𝑔𝑢𝑎 Logo temos 𝑚𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑚𝑐𝑎𝑟 𝑐𝑐𝑎𝑟 𝑐𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑇0𝑐𝑎𝑟 𝑇𝑓𝑐𝑎𝑟 𝑇𝑓𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑇0𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑚𝑎𝑔𝑢𝑎 5 02 1 200 30 75 25 𝑚𝑎𝑔𝑢𝑎 34 𝑘𝑔 𝑚𝑎𝑔𝑢𝑎 3400 𝑔 Logo o volume de água é dado por 𝑉 𝑚 𝜌 𝑉 3400 𝑔 1 𝑔𝑐𝑚3 𝑉 3400 𝑐𝑚3 Como 1 𝑙 1000 𝑐𝑚3 temos 𝑽 𝟑 𝟒 𝒍