FISICA GERAL EXPERIMENTAL II ER2

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FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL II – EXERCÍCIOS RESOLVIDOS 2 
EXERCÍCIO 1 
Você põe a mão dentro de um forno quente para tirar uma fôrma de bolo e 
queima os seus dedos ao tocar na fôrma com as mãos nuas, ou nas outras 
partes do interior do forno. Entretanto, o ar em torno da fôrma está à mesma 
temperatura que a fôrma, porém não queima os seus dedos. Por quê? 
A condutividade térmica da fôrma de alumínio é maior que a condutividade 
térmica do ar. Isto significa que o alumínio possui uma facilidade de transferir energia 
térmica a outros corpos bem maior que o ar. 
Podemos dizer que, de um modo geral, gases e líquidos possuem baixa 
condutividade térmica e um baixo coeficiente de absorção da radiação e, assim, são 
muitos resistentes à passagem de calor (Guimarães, 2018). Fenômenos de convecção 
(processo de transmissão de calor que ocorre pela movimentação interna de um fluído) 
e umidade, podem aumentar a capacidade de condução térmica do ar. Dentro do forno, 
esses efeitos podem ser praticamente desconsiderados. 
Dessa forma, é muito mais fácil e rápido se queimar ao encostar na fôrma do que 
com o ar dentro do forno. Contudo, se caso deixarmos a mão por mais tempo dentro do 
forno, ela vai se queimar da mesma forma. 
EXERCÍCIO 2 
O corpo humano possui mecanismos fisiológicos responsáveis por manter 
a nossa temperatura interna, operando dentro de uma faixa limitada de 
temperatura externa. No verão procuramos utilizar roupas mais leves e 
soltas, as quais favorecem a convecção de ar, ventilando o nosso corpo, 
aliviando a sensação térmica dos dias quentes. Contudo, no inverno 
optamos por roupas mais « grossas » com o intuito de amenizar a sensação 
de frio. Termicamente, o que ocorre? 
Em dias com baixas temperaturas, as pessoas utilizam casacos ou blusas com o 
intuito de minimizar a sensação de frio. Fisicamente, esta sensação ocorre pelo fato de 
o corpo humano liberar calor, que é energia transferida de um corpo para outro em 
virtude d diferença de temperatura entre eles. 
Ao utilizar as roupas grossas, fazemos dela um isolante térmico. Se o meio em 
que estamos estiver com temperatura abaixo da temperatura corporal, haverá a 
transferência de calor do nosso corpo para o meio, causando a sensação de frio. As 
roupas evitam com que haja a troca de calor entre o corpo humano e o meio, pois, 
geralmente, são feitas de tecidos que possuem baixa condutividade térmica. 
EXERCÍCIO 3 
A que temperatura os seguintes pares de escalas dão a mesma leitura (se 
existir): 
(a) Fahrenheit e Celsius; 
(b)Fahrenheit e Kelvin; 
(c) Celsius e Kelvin? 
 
Faremos, inicialmente, a equivalência nas escalas: 
𝑇𝐶
5
=
𝑇𝐹 − 32
9
=
𝑇𝐾 − 273
5
 
onde, 
TC: Temperatura em Celsius 
TF: Temperatura em Fahrenheit 
TK: Temperatura em Kelvin 
(a) Fahrenheit e Celsius; 
Primeiro vamos igualar as escalas: 
𝑇𝐶 = 𝑇𝐹 = 𝑋, 
Logo teremos que: 
𝑥
5
=
𝑥 − 32
9
↔ 9𝑥 = 5(𝑥 − 32) ↔ 9𝑥 = 5𝑥 − 160 ↔ 9𝑥 − 5𝑥 = −160 
4𝑥 = −160 ↔ 𝑥 =
−160
4
↔ 𝑥 = −40 
Resp.: -40°C=-40°F 
 
(b)Fahrenheit e Kelvin; 
Primeiro vamos igualar as escalas: 
𝑇𝐾 = 𝑇𝐹 = 𝑋, 
Logo teremos que: 
𝑥 − 32
9
=
𝑥 − 273
5
↔ 5(𝑥 − 32) = 9(𝑥 − 273) ↔ 5𝑥 − 160 = 9𝑥 − 2457 
2457 − 160 = 9𝑥 − 5𝑥 ↔ 4𝑥 = 2297 ↔ 𝑥 =
2297
4
↔ 𝑥 = 574,25 
Resp.: 574,25°F= 574,25°K 
(c) Celsius e Kelvin? 
TC=TK=X 
TC=TK-273 
Resp.: Não há equivalência de temperatura nas escalas Celsius e Kelvin, devido 
a diferença de 273° em todos os pontos da escala. 
 
EXERCÍCIO 4 
A figura abaixo mostra o diagrama pressão p versus volume V, que 
representa as transformações sofridas por um gás ideal dentro de uma 
câmara. A sequência de transformações sofridas é KLMN e está indicada 
pelas setas. As transformações de K para L e de M para N se realizam sem 
variação de temperatura. Qual(is)o(s) trecho(s) em que o gás realiza 
trabalho positivo? Justifique a sua resposta. 
 
Quando o volume do gás aumenta, as forças aplicadas por ele favorecem 
a expansão. Portanto, o trabalho é motor e positivo (τ>0). 
Observando o gráfico, percebeu-se que de K para L, há um aumento do 
volume sendo que, neste trecho, o trabalho é positivo. 
Nos trechos N até K, não há variação do volume. Portanto, o trabalho é 
nulo. 
Nos trechos M até N, o volume foi reduzido. Portanto o trabalho é 
resistente, há a compressão ou redução do volume e, neste caso, τ<0. 
Resp.: O trecho onde o gás realiza trabalho positivo é de K até L, conforme 
descrito na análise do diagrama. 
 
EXERCÍCIO 5 
O gráfico a seguir representa a expansão isotérmica que um mol de gás 
ideal sofre ao receber 1928 J de energia na forma de calor. 
 
 
Qual o trabalho realizado na expansão de 1m³ para 2m³? 
 
𝜏 = 𝑛𝑅𝑇𝑙𝑛 (
𝑉𝐵
𝑉𝐴
) 
PV=nRT, logo 
𝜏 = 𝑃𝑉𝑙𝑛 (
𝑉𝐵
𝑉𝐴
) ↔ 𝜏 = 2493 ∙ 1 ∙ 𝑙𝑛 (
2
1
) ↔ 𝜏 = 1728,016 𝐽 
Resp.: O trabalho realizado na expansão de 1m3 para 2m3 é de 1727,016 J. 
 
REFERENCIAS 
GUIMARÃES, OSVALDO. Física geral e experimental II. Maringá-Pr: Unicesumar, 2018.