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Engenharia de Minas ·

Física Geral 2

· 2023/2

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Universidade Federal de Campina Grande Unidade Acadêmica de Física Disciplina: Física Geral II Lista de Exercícios – Temperatura e Calor 1. A que temperatura os seguintes pares de escala possuem a mesma leitura, se isto acontecer: (a) Fahrenheit e Celsius (b) Fahrenheit e Kelvin (c) Celsius e Kelvin? 2. Suponha que em uma escala linear de temperatura X, a água ferva a - 53,5°X e se congele a - 170°X. Qual a temperatura de 340K na escala X? 3. Mostre que quando a temperatura de um líquido em um barômetro varia de ΔT e a pressão é constante, a altura do líquido h varia de h T h     , onde β é o coeficiente de expansão volumétrica. Despreze a expansão do tubo de vidro. 4. Uma xícara de alumínio com capacidade de 100cm3 é completamente cheia com glicerina a 22°C. Quanto de glicerina, caso isso aconteça transbordará para fora da xícara se a temperatura tanto da xícara quanto da glicerina for aumentada para 28°C? (O coeficiente de expansão volumétrica da glicerina é 5,1×10-4/C°.) 5. Uma haste de aço (com coeficiente de expansão linear 11×10-6/C°) possui 3,000cm de diâmetro a 25,0°C. Um anel de latão (com coeficiente de expansão linear 19×10-6/C°) possui um diâmetro interno de 2,992cm a 25,0°C. A que temperatura comum o anel deslizará sem folga na barra? 6. Um pequeno aquecedor elétrico de imersão é usado para aquecer 100g de água para uma xícara de café instantâneo. O aquecedor está rotulado com “200,0Watts”, o que significa que ele converte energia elétrica em energia térmica com essa taxa. Calcule o tempo necessário para levar toda essa água de 23,0 °C para 100,0 °C, ignorando quaisquer perdas de calor. 7. Que massa de vapor d’água a 100,0°C deve ser misturada com 150g de gelo no seu ponto de fusão, em um recipiente isolado termicamente, para produzir água líquida a 50,0°C? 8. Quanto de água permanece sem se congelar após se transferirem 50,2kJ sob a forma de calor de 260g de água líquida inicialmente no seu ponto de congelamento? 9. Uma sala é iluminada por quatro lâmpadas incandescente de 100,0W. (A potência de 100,0W é a taxa com que uma lâmpada converte energia elétrica em calor e em energia de luz visível.) Suponha que 90% da energia sejam convertidos em calor, quanto calor a sala recebe em 1,00h? 10. Uma tigela de cobre de 150g contém 220g de água, ambas a 20,0°C. Um cilindro muito quente de cobre de 300g é mergulhado na água, fazendo com que a água ferva, com 5,00g sendo convertidos em vapor d’água. A temperatura final do sistema é de 100,0°C. Despreze as transferências de energia para o ambiente. (a) Quanta energia (em calorias) se transfere para a água sob a forma de calor? (b) Quanta se transfere para a tigela? (c) Qual a temperatura original do cilindro? 11. Calcule a quantidade mínima de energia, em joules, necessária para derreter completamente 130g de prata inicialmente a 15,0°C.