prova_03

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Instruções:
• Resposta copiadas de manuais de solução serão desconsideradas, e a nota atribuída a avaliação será zero;
• A avaliação é individual, resoluções iguais serão desconsideradas, e a nota atribuída a avaliação será zero;
• Explique detalhamente cada passo na resolução dos problemas. Resoluções sem explicação terão sua nota reduzida em
50%.
1) (1,00) a) O que é calor? O que é caloria?
2) (1,00) a) Quais são os processos de transferência de energia na forma de calor? Como se dá a transferência de
energia em cada um deles? b) Explique detalhadamente a formação da brisa marítima e da brisa terrestre .
3) (1,50) a) O que são variáveis de estado e equação de estado? b) Descreva como é obtida a equação de estado
para um gás ideal. c) Explique detalhadamente o que são diagramas pv?
4) (2,00) Uma barra com seção transversal constante de 1 cm2 de área tem 15 cm de comprimento, dos quais 5
cm são de alumínio e 10 cm são de cobre. A extremidade do alumínio está em com um reservatório térmico a 100
oC, e a do cobre está em contato com outro reservatório térmico a 0 oC. A condutividade térmica do alumínio é
0,48 cal/(cm s oC) e a do cobre é 0,92 cal/(cm s oC). (a) Qual é a temperatura da barra na junção entre alumínio
e cobre? (b) O reservatório térmico a 0 oC é uma mistura de água com gelo fundente, qual é a massa de gelo que
se derrete por hora? O calor latente do gelo é 80 cal/g.
5) (2,00) Uma chaleira de alumínio contendo água em ebulição, a 100 oC, está sobre uma chama. O raio do fundo
da chaleira é de 7,5 cm e sua expessura é 2 mm. A condutividade térmica do alumínio é 0,48 cal/(cm s oC). A
chaleira vaporiza 1 l de água em 5 minutos. O calor latente de vaporização da água a 100 oC é 540 cal/g. A que
temperatura está o fundo da chaleira? Despreze as perdas pelas superfícies laterais.
6) (2,00) Quando a água entra em ebulição sob pressão de 2,00 atm, o calor de vaporização é igual a 2,20 ×106
J/kg e o ponto de ebulição é igual a 120 oC. Para esta pressão, 1,00 kg de aguá possui volume igual a 1,00 ×10−3
m3, e 1,0 kg de vapor d’água possui volume igual a 0,824 m3. a) Calcule o trabalho realizado quando se forma 1,0
kg de vapor d’água nesta temperatura. b) Calcule a variação da energia interna da água.
7) (2,00) Um cilindro de cobre sólido com 20 cm de comprimento possui uma extremidade mantida a 20 K. A outra
extremidade é pintada de preto e exposta a uma radiação proveniente de paredes vizinhas a 500 K. A superfícide
lateral da barra está isolada, de modo que a energia só pode entrar ou sair através das extremidades da barra.
Considerando que a transferência de energia na forma de calor se da em regime permanente, qual é a temperatura
da superfície negra? O cobre é um ótimo condutora baixas temperaturas (k = 1670 W/(m K)), então a temperatura
da extremidade negra será apenas ligeiramente maior que a temperaturada da outra extremidade, pense nisso.
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