Termologia, Óptica e Ondas - Aula 5 (continuação)

Exercícios de Revisão

Revisão/Ex 1:
(PUC–MG)
Se ocorre troca de calor entre dois corpos, é correto dizer que, no início desse processo, são diferentes:
 
a) suas massas
b) suas capacidades térmicas
c) seus calores específicos
d) suas temperaturas

Resolução: clique aqui 

Revisão/Ex 2:
(ULBRA–RS)
O quociente entre a quantidade de calor, ΔQ, fornecida a um corpo e o correspondente acréscimo de temperatura, Δθ, é denominado:

a) calor específico.
b) capacidade térmica.
c) equivalente térmico.
d) lei de Joule.
e) equivalente mecânico.

Resolução: clique aqui 

Revisão/Ex 3:
(Fatec-SP)
Em um sistema isolado, dois objetos, um de alumínio e outro de cobre, estão à mesma temperatura. Os dois são colocados simultaneamente sobre uma chapa quente e recebem a mesma quantidade de calor por segundo. Após certo tempo, verifica-se que a temperatura do objeto de alumínio é igual à do objeto de cobre, e ambos não mudaram de estado. Se o calor específico do alumínio e do cobre valem respectivamente, 0,22 cal/g.ºC e 0,09 cal/g.ºC, pode-se afirmar que
 
a) a capacidade térmica do objeto de alumínio é igual à do objeto de cobre.
b) a capacidade térmica do objeto de alumínio é maior que a do objeto de cobre.
c) a capacidade térmica do objeto de alumínio é menor que a do objeto de cobre.
d) a massa do objeto de alumínio é igual à massa do objeto de cobre.
e) a massa do objeto de alumínio é maior que a massa do objeto de cobre.

Resolução: clique aqui 

Revisão/Ex 4:
(FURG–RS)
Dois blocos de mesma massa, um de cobre e outro de chumbo, inicialmente a 20 ºC, são aquecidos por chamas idênticas. Após um determinado tempo de aquecimento, constata-se que o bloco de cobre atinge a temperatura de 120 ºC, enquanto o de chumbo chega a 320 ºC. Essa diferença nas temperaturas finais ocorre porque o cobre apresenta maior:
 
a) calor específico.         
b) massa.          
c) densidade.
d) temperatura inicial.
e) coeficiente de dilatação

Resolução: clique aqui 

Revisão/Ex 5:
(Mackenzie-SP)
Certo estudante, em um laboratório de Física, na Inglaterra, realizou uma experiência que envolvia trocas de calor. Durante uma parte do trabalho, teve de aquecer um corpo de massa 1,00 kg, constituído de uma liga de alumínio, cujo calor específico é c = 0,215 cal/(g.ºC). A temperatura do corpo variou de 212 ºF até 392 ºF. 
Considerando que 1 caloria = 4,2 J, a energia térmica recebida por esse corpo foi aproximadamente

a) 160 kJ
b) 90 kJ
c) 40 kJ
d) 16 kJ
e) 9 kJ   

Resolução: clique aqui  
c
Desafio:

BTU (British Thermal Unit) é a quantidade de calor necessária para aquecer uma libra (1 lb) de água de um grau Fahrenheit (1°F), sob pressão normal. 
Sabendo-se que 1 lb = 454 g e que o calor específico da água é igual a 1 cal/g.°C, prove que 1 BTU ≅ 252 cal.

A resolução será publicada na próxima sexta-feira.

Resolução do desafio anterior: 

O volume de um frasco de vidro, até certa marca do gargalo, é de 100,00 cm³. O frasco está cheio, até essa marca, com um líquido de coeficiente de dilatação volumétrica 1,5.10^-3 °C^-1. O coeficiente de dilatação linear do vidro é 2,0.10^-5 °C^-1. O frasco e o líquido estão inicialmente a 25°C. A área da seção reta do gargalo é considerada constante e igual a 3,6 cm².

Aquece-se o sistema que passa de 25°C a 45°C.

a) Responda e justifique, o nível do líquido sobe ou desce de um valor h no gargalo?
b) Qual é o valor de h?


a) Vamos calcular os volumes do líquido e do frasco, em virtude do aquecimento.
V_liq = V₀.(1+γ_real.Δθ)
V_liq = 100,00.(1+1,5.10^-3.20)
V_liq = 130,00 cm³
V_f = V₀.(1+3.α_f.Δθ)
V_f = 100,00.(1+3.2,0.10^-5.20)
V_f = 100,12 cm³

Observe que o líquido se dilata mais do que o frasco. Logo o nível do líquido no gargalo sobe.

b) Cálculo de h. O volume de líquido que sobe no gargalo é igual a:

ΔV = V_liq - V_f = 103,00cm³ - 100,12cm³ = 2,88cm³

ΔV = área da seção reta x altura

2,88 = 3,6h => h = 0,80 cm

Respostas: a) sobe; b) 0,80 cm