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FR EN TE 3 AULAS 13 e 14 Propagação de calor 559 Física • Livro 1 • Frente 3 • Capítulo 5 I. Leia as páginas de 330 a 336. II. Faça os exercícios de 3 a 5 da seção “Revisando”. III. Faça os exercícios propostos de 5 a 7, 9, 13, 14, 17, 19 e 20. Guia de estudos 5 Fuvest 2014 Um contêiner com equipamentos científicos é mantido em uma estação de pesquisa na Antártida. Ele é feito com material de boa isolação térmica e é possível, com um pequeno aquecedor elétrico, manter sua temperatu- ra interna constante, Ti = 20 °C, quando a temperatura externa é Te = –40 °C. As paredes, o piso e o teto do contêiner têm a mesma espessura, Ɛ = 26 cm, e são de um mesmo material, de condutividade térmica k = 0,05 J/(s⋅m⋅°C). Suas dimensões internas são (2 × 3 × 4) m3. Para essas condições, determine a) a área A da superfície interna total do contêiner; b) a potência P do aquecedor, considerando ser ele a única fonte de calor; c) a energia E, em kWh, consumida pelo aquecedor em um dia. Note e adote: A quantidade de calor por unidade de tempo (φ) que flui através de um material de área A, espessura Ɛ e condutividade térmica k, com diferença de temperatura ∆T entre as faces do material, é dada por: φ = kA∆T/Ɛ. MED_2021_L1_FIS_F3.INDD / 25-09-2020 (10:06) / GISELE.BAPTISTA / PROVA FINAL MED_2021_L1_FIS_F3.INDD / 25-09-2020 (10:06) / GISELE.BAPTISTA / PROVA FINAL FísIcA AULAS 15 e 16 Gases – transformações560 FRENTE 3 Gases – transformações AULAS 15 e 16 Estudo dos gases ideais pelas variações de estado: pressão, volume e temperatura. O estado de equilíbrio de um gás é caracterizado por três valores: P, V e T. A varia- ção de pelo menos duas variáveis de estado resulta em transformação gasosa. y Transformação isotérmica (T = cte.): PV = cte. y Transformação isobárica (P = cte.): V T cte= . y Transformação isométrica (V = cte.): P T cte= . Exercícios de sala 1 FGV 2015 O gráfico ilustra o comportamento das pressões (p), em função dos volumes (V), em duas transformações consecutivas, AB e BC sofridas por certa massa de gás encerrada em um recipiente dotado de êmbolo, como o cilindro de um motor à ex- plosão. Sabe-se que há uma relação entre os volumes ocupados pelo gás na transformação AB (VA = 2 ⋅ VB), e também entre as pressões (pC = 2 ⋅ pB = 4 ⋅ pA). p V A B CpC pB pA 0 VB = VC VA É correto afirmar que as transformações AB e BC pe- las quais o gás passou foram, respectivamente, A isotérmica e isométrica. B isotérmica e isobárica. c adiabática e isométrica. D adiabática e isobárica. E isométrica e isotérmica. Exemplo de transformação isométrica. Pf > Pi Pf < Pi Tf > Ti Pi, Vi Tf < Ti Das transformações fundamentais, chega-se à: y Equação geral dos gases: PV T P V T 1 1 1 2 2 2 = y Equação de clapeyron: PV = nRT y Densidade de um gás ideal: d Pm nRT = 2 Unicamp 2020 O CO2 dissolvido em bebidas carbonata- das, como refrigerantes e cervejas, é o responsável pela formação da espuma nessas bebidas e pelo aumento da pressão interna das garrafas, tornando-a superior à pressão atmosférica. O volume de gás no “pescoço” de uma garrafa com uma bebida carbonatada a 7 °C é igual a 24 ml, e a pressão no interior da garrafa é de 2,8 × 105 Pa. Trate o gás do “pescoço” da garrafa como um gás perfeito. Considere que a constante universal dos gases é de aproximadamente 8 J/(mol·K) e que as temperaturas nas escalas Kelvin e Celsius relacionam- -se da forma T(K) = θ(°C) + 273. O número de moles de gás no “pescoço” da garrafa é igual a A 1,2 × 105. B 3,0 × 103. c 1,2 × 10–1. D 3,0 × 10–3. MED_2021_L1_FIS_F3.INDD / 25-09-2020 (10:06) / GISELE.BAPTISTA / PROVA FINAL MED_2021_L1_FIS_F3.INDD / 25-09-2020 (10:06) / GISELE.BAPTISTA / PROVA FINAL Frente 3 - Física Aulas 15 e 16 - Gases – transformações
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