Lista de Exercícios Resolvidos - Termodinâmica e Calorimetria - Física

Lista de exercícios 3 1 Uma barra retilínea é formada por uma parte de latão soldada em outra de aço A 20ºC o comprimento total da barra é 30cm dois quais 20cm de latão e 10cm de aço Os coeficientes de dilatação linear são 19 x 105 ºC para o latão e 11 x 105 ºC para o aço Qual é o coeficiente de dilatação linear da barra 2 Um tubo cilíndrico delgado de seção uniforme feito de um material de coeficiente de dilatação linear α contém um líquido de dilatação volumétrica β À temperatura T0 a altura da coluna líquida é h0 a Qual é a variação Δh de altura da coluna quando a temperatura sobe de 1ºC b Se o tubo é de vidro α 9 x 106 ºC e o líquido é mercúrio β 18 x 104 ºC mostre que este sistema não constitui um bom termômetro do ponto de vista prático calculando Δh para h010cm 3 Um bloco de gelo de 1 tonelada destacado de uma geleira desliza por uma encosta de 10º de inclinação com velocidade constante de 01ms O calor latente de fusão do gelo é de 80calg Calcule a quantidade de gelo que derrete por minuto em consequência do atrito 4 Um calorímetro de capacidade térmica igual a 50calg contém uma mistura de 100g de água e 100g de gelo em equilíbrio térmico Mergulhase nele um aquecedor elétrico de capacidade térmica desprezível pelo qual se faz passar uma corrente com potência P constante Após 5 minutos o calorímetro contém água a 397ºC O calor latente de fusão é 80calg Qual é a potência em W do aquecedor 5 Uma chaleira de alumínio contendo água em ebulição a 100ºC está sobre uma chama O raio do fundo da chaleira é de 75cm e sua espessura é de 2mm A condutividade térmica do alumínio é de 049calscm ºC A chaleira vaporiza 1L de água em 5min O calor de vaporização da água a 100ºC é de 540calg A que temperatura está o fundo da chaleira Despreze as perdas pelas superfícies laterais 6 Um fluido homogêneo pode passar de um estado inicial i a um estado final f no plano PV através de dois caminhos diferentes representados por iaf e ibf no diagrama da figura A diferença de energia interna entre os estados inicial e final é Uf Ui50J O trabalho realizado no sistema na passagem de de i para b é de 100J O trabalho realizado pelo sistema quando descreve o ciclo iafbi é de 200J A partir destes dados determine em magnitude e sinal a a quantidade de calor Qib associada ao caminho ibf b O trabalho Wikf c A quantidade de calor Qiaf associada ao caminho iaf d Se o sistema regressa do estado final ao estado inicial seguindo a diagonal fci do retângulo qual será a quantidade de calor Qfci associados a esse caminho