P2 Fisica 3

Física 183 - 2ª prova NOME 8/8 19/07/84 141/225K 1) Um bloco de metal (calor específico 0,60 kj kg⁻¹ K⁻¹) com massa desconhecida está resfriado a -40ºC e é colocado em contato com 3,00 kg de água (calor específico 4,2 kj kg⁻¹ K⁻¹) a 20ºC. Considerando este sistema como isolado e sabendo que a temperatura de equilíbrio é 5ºC determine: A) A massa do bloco de metal. B) A variação de entropia do sistema quando ele passa do estado inicial para a situação de equilíbrio. C) O que devo acrescentar no item B de acordo com a 2ª Lei da Termodinâmica? 2) Um reservatório metálico de ar (massa molar: 29 g) comprimido tem volume de 200 L. Um bocal conecta o reservatório até que a pressão atinja o valor de 120 atm, e então a temperatura do ar no reservatório suba para 77ºC. O ambiente externo em contato com o reservatório está a 27ºC. Após algumas horas depois do enchimento do reservatório, mantendo-o hermeticamente fechado, a temperatura do ar no reservatório é igual. a do ambiente. Posteriormente a válvula é aberta até que a pressão atinja 50 atm e então a temperatura do ar no reservatório reduza para 5ºC. A) Qual era a pressão do ar no reservatório ser aberto? B) Qual foi a massa de ar que saiu do reservatório? 4) Dois reservatórios térmicos, a 400 K e a 300 K, estão separados por uma parede metálica dupla. A espessura total da parede é de 20 mm e ela é constituída por duas placas justapostas, uma de alumínio (condutividade térmica: 210 W/m².K⁻¹) e a outra de ferro (condutividade térmica: 70 W/m².K⁻¹), ambas com área de 200 cm². Quando o regime estacionário foi atingindo, a temperatura na junção das duas placas é 350 K. A) Qual é a quantidade de calor que o reservatório a 400 K perde em 1 min? B) Qual é a espessura de cada placa? 5) O gráfico representa um ciclo realizado com uma amostra gasosa. Na transformação BC a pressão varia com o volume através da seguinte equação; p=0,5 (V² - V) + 1 onde p é a pressão em atmosferas e V é o volume em litros ou dm³. Na transformação AB a variação da energia interna da amostra gasosa é aproximadamente 3,15 atm.1; na transformação BC a amostra sofre um trabalho de aproximadamente 988 J; na transformação CA a amostra recebe aproximadamente 911 J em calor. a) Demonstre que o trabalho sofrido pelo na transformação BC é aproximadamente 988 J. b) Qual é o trabalho no ciclo? W_bc = \int \frac {1}{2}(V²-V)+1 dV = \left[\frac{1}{2}(V²_{3}-V²_{2}) + V\right]_{V_{2}}^{V_{3}} = \left[\frac{1}{2} \left(\frac{4}{3}-\frac{4}{2}\right)+ 4\right] - \frac{11}{12} - \frac{127}{12} - \frac{117}{12} -9,75 atm.l = \frac{1 atm.l}{101,3 J} \rightarrow 988 J = -988 J Continuação: 2,2192 . 90 -> 02 = 40,72 m/s