P3 - Termodinâmica - 2023-2

R = 8,31 J/mol.K, Velocidade de som no ar = 343 m/s, 1 L = 10-3 m3 Verificação de Aprendizagem 3 Física Geral 2 --- 2024/Fev Prof. M. Reza Dousti 1. (2,5 pontos) Colocamos 330 mL da água de 27,0 oC em um copo de isopor e adicionamos 2 pedrinhas de gelo, cada uma com massa de 20 g e a temperatura de -3,00 oC. (1,5 pontos) (a) Supondo que não ocorre troca de calor com o ar ambiente, qual é a temperatura final da água? (1,0 ponto) (a) Após que a mistura chegar a temperatura final na letra (a), quantas gramas de gelo ou água no mínimo é necessário para levar a mistura à nova temperatura final (equilíbrio) a 1,00 oC? Dados: cágua = 4189 J/kg.K, cgelo= 2220 J/kg.K, Lfusão da água = 333 kJ/kg 2. (3,5 pontos) Uma amostra de 1,00 g de um gás ideal monoatômico de massa molar hipotética M = 15,0 g/mol inicialmente a uma pressão de 2,00 atm e uma temperatura de 300 K, é submetida a uma expansão adiabática até que seu volume seja duplicado. Encontre: (0,75 pontos) (a) O volume (em m3), a pressão (em Pascal) e a temperatura do gás ao final da expansão. (0,5 pontos) (b) O trabalho feito pelo gás durante o processo acima mencionado. Em seguida, a pressão do gás é aumentada, a temperatura constante, até que o volume original seja novamente atingido. Encontre: (0,5 pontos) (c) A pressão do gás (em Pascal) após este processo. Em seguida, um processo não conhecido é aplicado para levar o gás até condição inicial. Encontre, (0,75 pontos) (d) O trabalho feito pelo gás no ciclo completo, e (0,75 pontos) (e) O rendimento do ciclo. (0,25 pontos) (f) Mostre o processo inteiro em um diagrama PV. Escolha escalas adequadas para os dois eixos. 3. (2,5 pontos) Um bloco de 10,0 kg é conectado a uma mola e colocado sobre uma superfície horizontal lisa. É preciso aplicar uma força horizontal de 100 N para manter o bloco em repouso quando ele é puxado 15,0 cm de sua posição de equilíbrio. A partir deste ponto, o bloco é solto, com velocidade nula. Encontre (0,5 pontos) (a) a constante de elasticidade da mola. (0,5 pontos) (b) a frequência das oscilações, (0,5 pontos) (c) a velocidade máxima do bloco, (0,5 pontos) (d) a aceleração máxima do bloco, e (0,5 pontos) (e) a energia total do sistema oscilante. 4. (0,5 pontos) Dois navios com velocidades iguais de 30 km/h estão se aproximando. Um desses navios envia um sinal com frequência de 800 kHz. Qual é a frequência do sinal recebido pela equipe do outro navio? 5. (1,0 ponto) Uma pessoa realizou um experimento no laboratório com objetivo de calcular a tensão na corda. Foram obtidos os seguintes dados: Corda teve 20,0 g (± 0,10 g) e 1,00 m (± 1,0 cm) de comprimento. Calcule a tensão da onda e o erro dos cálculos do valor da tensão. Frequência de oscilações (± 0,50 Hz) 10,4 4,95 3,55 2,50 1,97 Número do harmônico 2 4 6 8 10 Anulada