P2 Física 2 - Gabarito

Portanto, β - 3α = ΔV_LE V_o ΔT Logo, 3α = β - ΔV_LE V_o ΔT = β - 1 m_exc V_o ΔT p_esc = 210 x 10^-6 °C^-1 - 0,35 g/ 55 ml (0,38324 g/ 1 --) = 48,2 x 10^-6 °C^-1 e α = 3α/3 = 16,07 x 10^-6 °C^-1. Questão 3: Vamos analisar se é possível derreter todo o gelo, calculando: - Calor para derreter o gelo. Δθ_gelo = m_g L = 250 x 10^-3 kg (3,33 x 10^5 J/kg). = 83,25 kJ. - Calor para esfriar a água até 0°C. Δθ_H2O = m_H2O C_H2O ΔT = (600 x 10^-3) (4186 J/ ) (18) = 45,25 kJ. Portanto, percebemos que a quantidade de calor que a água pode ceder ao gelo não é suficiente para derretê-lo por inteiro. Logo, a situação de equilíbrio será uma mistura de gelo e água a 0° C. Questão 2: Temos, neste caso, as seguintes duas situações: [Image of containers] V_o, T_o V_f, T_f Analisaremos, separadamente, as dilatações do recipiente e do líquido. i) Para o recipiente, ΔV_R = V_o (1 + 3α ΔT) ii) Para o líquido, ΔV_L = V_o (1 + β ΔT) O líquido excedente é, ΔV_LE = ΔV_L - ΔV_R = V_o [(1 + β ΔT) - (1 + 3α ΔT)] = V_o [β - 3α ΔT]. e H_2 = k_2 A \frac{\Delta T_2}{l_2} \hspace{50px}= \frac{kA}{2l} \left(\frac{2}{3}(2T)-T\right) \hspace{50px}= \frac{kA}{2l} \frac{T}{3} \text{Como a condição é } H_1 = H_2, \text{ então,} \frac{kA}{2l} = \frac{kA}{l} \frac{2T}{3} \hspace{50px}L-l = 4l \therefore l = \frac{L}{5}. H = H_1 = H_2 = \frac{kA}{2l}\frac{T}{3} = \frac{5kA}{6L}T \hspace{25px}e \hspace{25px} A quantidade de gelo derretida será dada por: \hspace{50px}M_{gelo} L_{fusão} = \Delta Q_{H_2O}. \hspace{25px}Logo, \hspace{50px}M_{gelo} = \frac{\Delta Q_{H_2O}}{L_{fusão}} = 0,13 \hspace{3px} kg \hspace{75px}= 130 \hspace{3px}g. Portanto restará \hspace{50px} \hspace{5px}gelo M_{restante} = 250 - 130 = 120 \hspace{3px}g. \hspace{25px}Quesão 4: \text{Nas condições estacionárias } H=H_r Logo, dividindo a base em duas partes, temos: \hspace{50px}H_1 = \frac{k_1 A \Delta T_1}{l_1} = \frac{k A}{(L-l)}\left(2T - \frac{2}{3}(2T)\right) \hspace{75px}= \frac{k A}{L-l} \frac{2T}{3} \hspace{25px}