Cursos do Blog - Mecânica

6ª aula
Movimento uniformemente variado (MUV)x(I)

Borges e Nicolau

Movimentos com velocidade escalar variável no decurso do tempo são comuns e neles existe aceleração escalar, podendo a velocidade aumentar em módulo (movimento acelerado) ou diminuir em módulo (movimento retardado).

Quando a aceleração escalar α é constante e não nula o movimento é chamado de uniformemente variado (MUV).

α = α_m = Δv/Δt ≠ 0

Função horária da velocidade escalar

Da expressão α = Δv/Δt, obtemos: α = (v-v₀)/(t-0)

v = v₀ + α.t

Onde: v₀ = velocidade inicial, velocidade do móvel no início da contagem dos tempos. (t = 0)

Função horária dos espaços

s = s₀ + v₀.t + (α.t²)/2

Equação de Torricelli

v^{2 ₌} (v₀)² + 2.α.Δs

Demonstração:

Elevando-se ao quadrado ambos os membros de v = v₀ + α.t, vem:

v² = (v₀)² + 2.v₀.αt + α².t² => v² = (v₀)² + 2α[v₀.t + (α.t²/2)] =>
v² = (v₀)² + 2.α.Δs

Animação:
Movimento Uniformemente Variado
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Propriedade do MUV

v_m = Δs/Δt = (v₁+v₂)/2

Demonstração:

s₁ = s₀ + v₀.t₁ + [α.(t₁)²]/2 (1)
s₂ = s₀ + v₀.t₂ + [α.(t₂)²]/2 (2)

(2) – (1):

s₂ - s₁ = v₀.(t₂-t₁) + [α.(t₂-t₁).(t₂+t₁)/2]
Δs/Δt = v₀ + (α.t₂+α.t₁)/2 => Δs/Δt = (v₀+α.t₁+v₀+α.t₂)/2 =>
v_m = (v₁+v₂)/2 

Exercícios básicos

Exercício 1:
Uma moto parte do repouso de um ponto A cujo espaço é igual 10 m e descreve uma trajetória retilínea em movimento uniformemente variado. Após 10 s atinge o ponto B da trajetória com velocidade escalar 8 m/s. 

Determine:

a) a aceleração escalar do movimento;
b) o espaço do motociclista ao passar pelo ponto B.

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Exercício 2:
Duas partículas, A e B, movem-se numa mesma trajetória. Suas funções horárias são respectivamente S_A = -20 + 10t + t² e S_B = -28 + 16t, sendo SA e SB medidos em metros e t em segundos.

a) Em que instantes A e B se cruzam?
b) Os espaços das partículas nos instantes de cruzamento.

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Exercício 3:
A velocidade escalar de um móvel varia com o tempo segundo a função:
v = 40 – 8t (SI), para t ≥ 0.

Determine:

a) Em que instante o móvel muda o sentido de seu movimento;
b) Entre que instantes o movimento é progressivo, retrógrado, acelerado e retardado.

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Exercício 4:
Um trem de comprimento 200 m atravessa um túnel de comprimento 100 m, em movimento uniformemente variado.
O trem inicia a travessia com velocidade de 10 m/s. Determine a aceleração escalar do trem, sabendo-se que a travessia dura 20 s.

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Exercício 5:

Trens rápidos

Os trens de grande velocidade levam vantagem em relação aos aviões nos percursos entre grandes cidades.

Entre São Paulo e Rio de Janeiro há estudos, em fase final, para a implantação de uma linha rápida, que fará a viagem em cerca de duas hora e meia. De centro a centro.

De avião, a viagem propriamente dita dura por volta de 40 minutos, mas computando-se os tempos dos deslocamentos até os aeroportos e a espera pelo embarque, a viagem de trem torna-se competitiva, além do fato de a passagem ferroviária custar menos.

Partindo do repouso um trem de grande velocidade sai de São Paulo acelerando à razão de 8 m/s², até atingir a velocidade de 60 m/s, que será mantida constante por 110 minutos, para depois iniciar a desaceleração.

Determine:

a) O intervalo de tempo despendido e a distância percorrida pelo trem desde a partida até atingir a velocidade de 60 m/s.
b) A distância percorrida durante o intervalo de tempo em que a velocidade permanece constante? Dê a resposta em km.

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Exercícios de revisão

Revisão/Ex:1
(FEI-SP)
A tabela dá os valores da velocidade escalar instantânea de um móvel em função do tempo, traduzindo uma lei de movimento que vale do instante t = 0 até o instante t = 5,0 s.

A respeito desse movimento podemos dizer que:

a) é uniforme
b) é uniformemente variado com velocidade inicial nula
c) é uniformemente acelerado com velocidade inicial diferente de zero
d) sua aceleração escalar é variável
e) nada se pode concluir.
 
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Revisão/Ex:2
(Olimpíada Paulista de Física)
O movimento de dois carros que se deslocam na mesma estrada pode ser descritos pelas seguintes funções horárias: s₁ = 50.t + 10 e s₂ = 5.t² – 45, onde s₁ e s₂ são os espaços em metros e t é o tempo em segundos. Pergunta-se, qual o valor de t no instante em que os dois carros se encontram?

a) 11 s
b) 1 s
c) 22 s
d) 2 s
e) nenhuma das alternativas anteriores.
 
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Revisão/Ex:3 

(UNICAMP-SP)
As faixas de aceleração das auto-estradas devem ser longas o suficiente para permitir que um carro, partindo do repouso, atinja a velocidade escalar de 108 km/h em uma estrada horizontal. Um carro popular é capaz de acelerar de 0 a 108 km/h em 15 s. Suponha que a aceleração escalar seja constante.

a) Qual o valor da aceleração escalar?
b) Qual a distância percorrida em 10 s?
c) Qual deve ser o comprimento mínimo da faixa de aceleração?

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Revisão/Ex:4
(IJSO)
Um carro se desloca numa avenida com velocidade constante de 54 km/h. O motorista percebendo a mudança de cor do sinal para o vermelho, freia o veículo. Entretanto, seu tempo de reação é de 0,4 s, mas ele consegue parar exatamente antes da faixa de travessia dos pedestres, 10 s depois de ter acionado os freios. Seja D a distância total percorrida, desde o instante em que observou o sinal ficar vermelho até parar. Se o tempo de reação do motorista osse de 0,6 s, mantidas as demais condições, seu carro avançaria a distância d na faixa dos pedestres. Os valores de D e d são respectivamente:

a) 36 m e 2,0 m
b) 49 m e 2,0 m
c) 64 m e 3,0 m
d) 81 m e 3,0 m 
e) 81 m e 5,0 m

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Revisão/Ex:5 
(Mackenzie-SP)
Tássia, estudando o movimento retilíneo uniformemente variado, deseja determinar a posição de um móvel no instante em que ele muda o sentido de seu movimento. Sendo a função horária da posição do móvel dada por x = 2t² - 12t + 30, onde x é sua posição em metros e t o tempo de movimento em segundos, a posição desejada é:

a) 12 m.
b) 18 m.
c) 20 m.
d) 26 m.
e) 30 m. 

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Arte do Blog

Winslow Homer

Winslow Homer (1836-1910) é considerado por muitos como o maior pintor americano do século XIX. Nascido em Boston ele cresceu na zona rural de Cambridge. Homer começou a carreira como gravurista comercial, primeiro em Boston e depois em Nova York, onde se estabeleceu em 1859.

Homer estudou pintura a óleo por um breve período na primavera de 1861. Em outubro do mesmo ano foi enviado para a frente de batalha, na Virgínia, como artista correspondente da nova revista ilustrada semanal, Harper.

As primeiras pinturas de Homer da Guerra Civil, que datam de cerca de 1863, pendem para o humor, assim como suas impressões. Quando a guerra se aproximava do fim, no entanto, as telas passaram a refletir uma compreensão mais profunda do impacto do conflito e seu significado.

Mulheres no lazer e crianças brincando eram assuntos regulares para o artista. No início dos anos 1880, Homer se estabeleceu na Inglaterra, em Cullercoats, uma aldeia perto de Tynemouth no Mar do Norte, permanecendo lá até novembro de 1882. Ele tornou-se sensível à vida extenuante e corajosa de seus habitantes, especialmente as mulheres que faziam transporte e limpeza de peixe, consertavam redes, e, o mais pungente, passavam horas de pé na beira da água esperando o retorno de seus homens. Quando o artista retornou a Nova York, ele e sua arte tinham mudado radicalmente.

Por volta de 1890 Homer deixou narrativa para trás e passou a se concentrar na beleza, na força e no drama do mar. Em suas composições dinâmicas e ricamente texturizados as paisagens marinhas capturam o olhar e até mesmo sugerem o som das ondas avançando e recuando. Para os contemporâneos de Homer estes foram os seus trabalhos mais importantes. 

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Dica do Blog

Sentindo calor...

Borges e Nicolau

Quando estudamos calorimetria aprendemos que o calor flui dos corpos de temperatura mais alta para os de tempertura mais baixa. O fluxo energético (calor é energia térmica em trânsito) cessa quando é atingido o equilíbrio térmico e os corpos apresentam a mesma temperatura.

Com base nessas premissas uma aluna, seguidora do Blog, enviou a seguinte pergunta:

"Quando dizemos "estou com calor" queremos, na verdade, dizer "o ambiente está com alta energia térmica e está transferindo mais energia térmica para mim do que eu estou habituado, e isso está desconfortável".

Está correta esta resposta?

Antes de responder à pertinente indagação, vamos falar de calor e sensação térmica. Nem sempre quando sentimos calor o ambiente está transmitindo energia térmica para o nosso corpo. Isso só acontece quando os termômetros indicam valores acima de 36,5 ºC, que é a temperatura normal do corpo humano. Temperaturas assim altas acontecem apenas em algumas regiões do planeta. 

O corpo humano produz calor através de seu metabolismo e, como a temperatura ambiente é quase sempre menor do que 36,5 ºC, estamos quase sempre perdendo calor para o meio ambiente, esquentando a atmosfera. 

Quando a temperatura está em torno de 22 ºC a 24 ºC, a sensação térmica é agradável, a perda de calor para o meio ambiente e a produção de calor pelo metabolismo, se equilibram. Mas, quando a temperatura sobe para, digamos, 30 ºC, o corpo perde menos calor do que seria necessário para manter o equilíbrio e a sensação térmica é desagradável. Nesse caso as pessoas dizem: estou com calor. E buscam alívio em piscinas ou praias. 

Para evitar que a temperatura corporal supere os 36,5 ºC, o que seria perigoso, o corpo reage produzindo sudorese e diminuindo o metabolismo. O jeito é produzir menos calor. Em países quentes existe a prática da "siesta", que significa deitar após o almoço e esperar que a temperatura baixe para retomar as atividades. Faz sentido...

As considerações feitas pela aluna não estão totalmente corretas.

Especial de Sábado

Ganhadores do Premio Nobel de Física

Borges e Nicolau

x

1997
Steven Chu, Claude Cohen-Tannoudji e William D. Phillips pelo desenvolvimento de método para esfriar e fixar átomos com laser de luz.

Steven Chu (1948), físico estadunidense; Claude Cohen-Tannoudji (1933), físico francês; e William D. Phillips (1948), físico estadunidense

O Premio Nobel de Física de 1997 foi atribuído conjuntamente a Steven Chu, Claude Cohen-Tannoudji e William D. Phillips.

À temperatura ambiente, os átomos e as moléculas de ar movimentam-se em direções diferentes a uma velocidade próxima de 4000 km/h. É difícil estudar estes átomos e moléculas porque eles desaparecem muito rapidamente. Ao reduzir a temperatura pode-se reduzir a velocidade, mas o problema é que, quando os gases são arrefecidos eles condensam tornando-se líquidos e, em seguida, congelam para uma forma sólida. Nos líquidos e sólidos o estudo torna-se mais difícil pelo fato de átomos e moléculas estarem muito próximos uns dos outros. Se, no entanto, o processo tem lugar no vácuo a densidade pode ser mantida suficientemente baixa para evitar condensação e congelamento. No entanto, mesmo a uma temperatura tão baixa como -270 °C as velocidades continuam altas, em torno de 400 km/h. Quando a temperatura se aproxima do zero absoluto (-273 °C), a queda de velocidade se acentua radicalmente. Ao atingir um milionésimo de grau a partir deste ponto (denominado 1 μK, microkelvin), os átomos de hidrogênio livres movem-se a uma velocidade de menos de 1 km/h (= 25 cm/s).

Steven Chu, Claude Cohen-Tannoudji, e William D. Phillips desenvolveram métodos para resfriar gases para a faixa de temperatura de 1 μK e assim manter os átomos resfriados flutuando ou capturados em diferentes tipos de "armadilhas de átomos", a partir do uso de lasers de luz. Por esse trabalho receberam o Premio Nobel de Física de 1997. 

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Próximo Sábado: Ganhadores do Premio Nobel de 1998:
Robert B. Laughlin, Horst L. Störmer e Daniel C. Tsui pelas descoberta de uma nova forma de fluido quântico com exitabilidade fracionada.

Física Animada

Caiu no vestibular

Os óculos do professor Elmo

(UFMG)
Quando uma pessoa olha para um objeto, a imagem deste deve se formar sobre a retina. Algumas pessoas, por terem um defeito de visão, veem objetos próximos fora de foco, enquanto os distantes ficam mais bem focados. Outras pessoas têm o defeito contrário - ou seja, os objetos distantes são vistos fora de foco e os próximos, mais nitidamente. Elmo é um professor de Física portador de um desses dois defeitos e, para corrigi-lo, ele precisa usar óculos.
Nestas figuras, Elmo está sem óculos, à esquerda, e com seus óculos, à direita. 

Como se pode notar na figura da direita, os óculos fazem com que os olhos de Elmo pareçam maiores.

a) A lente dos óculos de Elmo é convergente ou divergente? Justifique sua resposta.
 
b) Nesta figura, está representado um dos olhos de Elmo, sem óculos, e dois raios de luz que vêm de um objeto muito distante: 

Desenhe, nessa figura, a continuação dos dois raios para indicar em que ponto se forma a imagem do objeto. Explique seu raciocínio.

Resolução:

a) A imagem dos olhos do prof. Elmo é direita e maior. Logo, a lente de seus óculos é convergente.

b) O prof. Elmo é hipermétrope. Não realizando esforço de acomodação, a imagem de um objeto distante se forma depois da retina. Realizando esforço de acomodação, mesmo sem óculos, o prof. Elmo enxerga bem objetos distantes, conforme o enunciado: "os objetos distantes ficam mais bem focados". Para esta situação, temos a imagem se formando exatamente na retina:

Cursos do Blog - Eletricidade

5ª aula
Campo Elétrico (I)

Borges e Nicolau

1. Recordando o conceito de campo elétrico

Uma carga elétrica puntiforme Q fixa, por exemplo positiva, (ou uma distribuição de cargas elétricas fixas) modifica a região do espaço que a envolve. Dizemos que a carga elétrica Q (ou a distribuição de cargas) origina, ao seu redor, um campo elétrico. Uma carga elétrica puntiforme q colocada num ponto P dessa região fica sob ação de uma força elétrica F_e. Esta força se deve à interação entre o campo elétrico e a carga elétrica q.

A cada ponto P do campo elétrico, para medir a ação da carga Q ou das cargas que criam o campo, associa-se uma grandeza vetorial E denominada vetor campo elétrico.
A força elétrica que age na carga elétrica q colocada em P é dada pelo produto do valor da carga q pelo vetor campo elétrico E associado ao ponto P.

Se q>0, F_e tem o mesmo sentido de E.
Se q<0, F_e tem sentido oposto ao de E.
F_e e E têm sempre a mesma direção.

No SI a unidade da intensidade de E (E = F/IqI) é newton/coulomb (N/C).

Animação:
Campo elétrico/Ação do campo
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2. Características do vetor campo elétrico gerado por uma carga elétrica puntiforme Q fixa

No campo elétrico de uma carga elétrica puntiforme fixa Q, o vetor campo elétrico num ponto P, situado a uma distância d da carga, tem intensidade E que depende do meio onde a carga se encontra, é diretamente proporcional ao valor absoluto da carga e inversamente proporcional ao quadrado da distância do ponto à carga. Considerando o meio o vácuo, temos:

Se Q for positivo o vetor campo elétrico é de afastamento. Se Q for negativo, o vetor campo elétrico é de aproximação:

3. Campo elétrico gerado por várias cargas elétricas puntiformes

No caso do campo gerado por duas ou mais cargas elétricas puntiformes, cada uma originará, num ponto P, um vetor campo elétrico.

O vetor campo resultante será obtido por meio da adição vetorial dos diversos vetores campos individuais no ponto P.

Observação: todas as considerações feitas são válidas para um campo elétrico no qual em cada ponto o vetor campo elétrico não varia com o tempo. É o chamado campo eletrostático.

Animação:
Campo elétrico resultante
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Exercícios básicos

Exercício 1:
Em um ponto P de um campo elétrico o vetor campo elétrico tem direção horizontal, sentido da esquerda para a direita e intensidade 4.10⁵ N/C. Determine a direção, o sentido e a intensidade da força elétrica que age numa carga elétrica puntiforme q, colocada no ponto P. Considere os casos:

a) q = +3 µC
b) q = - 3 µC

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Exercício 2:
Uma partícula de massa m e eletrizada com carga elétrica q é colocada num ponto P de um campo elétrico, onde o vetor campo elétrico E tem direção vertical, sentido de cima para baixo e intensidade E. Observa-se que a partícula fica em equilíbrio sob ação da força elétrica e do seu peso. Sendo g a aceleração da gravidade, qual a alternativa que fornece o valor de q?

a) q = m.g.E
b) q = E/m.g
c) q = m.g/E
d) q = -m.g/E
e) q = -m.g.E

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Exercício 3:
Seja E o vetor campo elétrico em P, gerado por uma carga elétrica Q e F_e a força eletrostática que age numa carga elétrica q colocada em P. Quais os sinais de Q e q nos casos indicados abaixo?

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Exercício 4:
O vetor campo elétrico no ponto A, do campo elétrico gerado por uma carga elétrica puntiforme Q, tem intensidade 10⁴ N/C.

a) Qual é o sinal de Q?
b) Qual é a intensidade do vetor campo elétrico no ponto B?

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Exercício 5:
Determine a intensidade do vetor campo elétrico resultante no ponto P, nos casos indicados abaixo.
Considere Q = 3 µC; d = 0,3 m; k₀ = 9. 10⁹ N.m²/C²
 

x
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Exercícios de Revisão 

Revisão/Ex 1:
(MACKENZIE)
Sobre uma carga elétrica de 2,0.10^-6 C, colocada em certo ponto do espaço, age uma força de intensidade 0,80 N. Despreze as ações gravitacionais. A intensidade do campo elétrico nesse ponto é:

a) 1,6.10^-6 N/C
b) 1,3.10^-5 N/C
c) 2,0.10³ N/C
d) 1,6.10⁵ N/C
e) 4,0.10⁵ N/C

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Revisão/Ex 2:
(UEMA)
O módulo do vetor campo elétrico produzido por uma carga elétrica Q em um ponto “P” é igual a “E”. Dobrando-se a distância entre a carga e o ponto “P”, por meio do afastamento da carga e dobrando-se também o valor da carga, o módulo do vetor campo elétrico, nesse ponto, muda para:

a) 8E
b) E/4
c) 2E
d) 4E
e) E/2

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Revisão/Ex 3:
(Fatec-SP)
Duas cargas elétricas, q₁ = -4 µC e q₂ = 4 µC são fixas nos vértices A e B de um triângulo equilátero ABC de lados 20 cm.

Sendo a constante eletrostática do meio k = 9.10⁹ N.m²/C², o módulo do vetor campo elétrico gerado pelas duas cargas no vértice C vale, em N/C:

a) 1,8.10⁶
b) 9,0.10⁵ 
c) 4,5.10⁵ 
d) 9,0.10⁴
e) zero

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Revisão/Ex 4:
(FUVEST)
O campo elétrico de uma carga puntiorme em repouso tem, nos pontos A e B, as direções e sentidos indicados pelas flechas na figura abaixo. O módulo do campo elétrico no ponto B vale 24 V/m. O módulo do campo elétrico no ponto P da figura vale, em volt/metro,

a) 3
b) 4
c) 3√2
d) 6
e) 12

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Revisão/Ex 5:
(IJSO)
No campo elétrico gerado por uma carga elétrica puntiforme Q, situada num ponto O, considere os pontos A e B, tal que O, A e B pertençam ao mesmo plano vertical. Em A o vetor campo elétrico E_A tem direção horizontal e intensidade E_A = 8,0.10⁵ N/C. Uma partícula de massa m = 2,0.10^-3 kg e carga elétrica q é colocada em B e fica em equilíbrio sob ação de seu peso e da força elétrica exercida por Q. 

Sendo g = 10 m/s², pode-se afirmar que a carga q é igual a:

a) 1,0.10^-7 C
b) -1,0.10^-7 C
c) 2,0.10^-7 C
d) -2,0.10^-7 C
e) 4,0.10^-7 C

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Cursos do Blog - Termologia, Óptica e Ondas

5ª aula
Calorimetria (I)

Borges e Nicolau

Calor

Ao misturarmos massas de água quente e água fria em um recipiente obtemos água morna. A temperatura final é consequência da interação energética entre as massas de água. 

Um corpo de temperatura elevada colocado em contato com um corpo de temperatura mais baixa cede calor até que seja atingida a temperatura de equilíbrio térmico.

Calor é energia térmica em trânsito entre corpos a diferentes temperaturas.

Animação:
Calor: energia térmica em trânsito
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Calor sensivel
É o calor que cedido a um corpo ou retirado deste produz mudança de temperatura.

Calor latente
É o calor que cedido a um corpo ou retirado deste produz mudança de estado.

Animação:
Calor sensivel e calor latente
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Quantidade de calor (Q)

É a grandeza por meio da qual avalia-se a energia térmica em trânsito (calor) entre sistemas a diferentes temperaturas.

Unidade no SI: joule (J)
Unidade usual: caloria (cal)
Relação: 1 cal = 4,1868 J

Equação fundamental da calorimetria

Um corpo de massa m recebe uma quantidade de calor sensível Q e sofre uma variação de temperatura Δθ = θ₂ - θ₁. Verifica-se, por meio de experiências, que Q é diretamente proporcional a m e à variação de temperatura Δθ:

Q = m.c.Δθ

c é um coeficiente de proporcionalidade que caracteriza a substância que constitui o corpo e é denominado calor específico sensível.

O calor específico (c) de uma substância mede numericamente a quantidade de calor que faz variar em 1 ºC a temperatura da massa de 1 g da substância.

Unidade usual: cal/g.ºC 

xΔθ = θ₂ – θ₁

Aumento de temperatura 

θ₂ > θ₁ => Δθ > 0 => Q > 0: calor recebido

Diminuição de temperatura

θ₂ < θ₁ => Δθ < 0 => Q < 0: calor cedido

Capacidade térmica (C) de um corpo

Mede numericamente a quantidade de calor que faz variar de 1 ºC a temperatura do corpo.

C = Q/Δθ ou C = m.c

Unidade usual: cal/ºC

O equivalente em água de um corpo é a massa de água cuja capacidade térmica é igual à do corpo.
O calorímetro é um recipiente onde costumam ser colocados os corpos em experiências de trocas de calor.
Os calorímetros devem ser isolados termicamente do ambiente e apresentar baixa capacidade térmica.

Princípio geral das trocas de calor

Se dois ou mais corpos trocam calor entre sí, a soma algébrica das quantidades de calor trocadas pelos corpos, até o estabelecimento do equilíbrio térmico, é nula.

Q_A + Q_B + Q_C +... = 0

Exercícios Básicos

Exercício 1:
A capacidade térmica de um recipiente é de 2,0.10² cal/ºC. Coloca-se no recipiente 1,0 L de água. O conjunto encontra-se inicialmente a 25 ºC. Qual é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura do conjunto a 50 ºC?
Dados:
calor específico da água: 1,0 cal/g.ºC
densidade da água: 1,0 g/cm³

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Exercício 2:
Uma fonte térmica fornece calor com potência de 30 W (W = J/s). Um bloco homogêneo, de massa 100 g, recebe calor desta fonte e sua temperatura se eleva de 20 ºC a 30 ºC durante o intervalo de tempo de 90 s. Qual é o calor específico da substância que constitui o bloco?

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Exercício 3:
Determine o intervalo de tempo necessário para aquecer 20 L de água de 20 ºC a 
50 ºC, utilizando-se um coletor solar que fornece calor com potência média de 
3,0 kW.
Dados:
calor específico da água: 1,0 cal/g.ºC
densidade da água: 1,0 g/cm³
1 cal = 4 J

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Exercício 4:
Dois blocos cúbicos, A e B, de mesmo material e arestas iguais a 20 cm e 10 cm, respectivamente, estão inicialmente à temperatura de 20 ºC. Os blocos são aquecidos e recebem a mesma quantidade de calor. Se o bloco A atinge a temperatura de 30 ºC, qual é a temperatura atingida pelo bloco B?

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Exercício 5:
Pretendendo determinar o calor específico de um líquido o professor Adalberto levou seus alunos ao laboratório do colégio e fez a seguinte experiência: aqueceu 400 g de água com uma fonte de potência constante e observou que após 5 minutos a temperatura da água sofreu uma elevação de 20 ºC. Utilizando a mesma fonte de calor, substituiu a água por 800 g do líquido cujo calor específico pretendia determinar. Constatou que após 3 minutos a temperatura do líquido aumentou de
12 ºC. Qual foi o valor encontrado para o calor específico do líquido, sabendo-se que o da água é 1,0 cal/g.ºC? Para o cálculo o professor Adalberto desprezou as perdas de calor para o meio ambiente e as capacidades térmicas dos recipientes que contêm a água e o líquido.

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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

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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.

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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.

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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

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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   

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