Os Fundamentos da Física - Vol 2 - 9 Edição-076-078

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l-
.lWW$ Oniube'Mc) umâ fontê iérmica lornece ss cal/s
coú potência constante. um corPo de massa
100 g absorve totâlmente a edergia provenìente
dâ ionte e tem temPeratura variddo em função
do têmpo, coniorme o gráfico.
A capãcidade térnicâ desse corpo ê o calor es-
pecífico da substância de que é constituido são.
respectivmente, tguâis a:
â) 2,2caÌ/'C e 0,022 cal/8 'c
b) 2,2 cal/'C e 0,22 cal/8 'c
. ) 2,2.at l 'C e 2,2.a118 "c
O 22call"C e I),zzcatla "c
e') 22catl'C e 0,022 cal/S 'c
!
3
ÉW OFsc) o stáfrco rcpresentà ã quantidade de ca-
lor absorvidã por dois obietos, Á e 8, ao s€rem
aqu€cidos, em função de suas tempemturâs
Obsene o sráfico e ãssinale a(s) prcposição(ões)
0l) A cãpacidadê Ì ; rmica do objelo Á é rdior
queadoobjetoA.
0A À pârtir do gránco é possível determinâr ãs
capacidades térmics dos objetos Á e ã.
04) Pode se âliÍnd qüe o calor esPeciiicô do
objetoÁ é nâiot que o do objeto B.
08) À va.iação de têmperatura do objeto a, Por
caloria absotvida, é mâlor que a variação de
temperatura do objeto,4, por caloria absot-
16) Se a mâssado ôbjetoÁ lor de200 g. seu cáror
especifico será 0,2 caÌ/g "C.
Dê como respostâ â soma dos númercs que pre
cêdem as afrÍúãtivâs corretâs-
'ffií6 OFc-co) o 
"é'"b.o 
de um homem iÍpico, sau-
dável e em rcpouso, consome uma pot€ncia de
.aproximadãmenÌe 16 W Supondo que â energia
gsia pelo cérebroem I nin losse completden-
le usada pârâ ãquFcer l0 m' de água â vãriacão
de tempehtuta seria de, âproximadâmente:
e) 48 "ca) 0,5'c
bl2 'c
c) l l 'C
o 23'C
Densidade dâágua:1,0 Ì0r kíml
CaÌor especÍÊco da água:4,2 10'J/kg 'C
CaplÌuro4 . A MEotDÀ Do CaLoR - CatotlMEÌtra 69.
t-
IT
=-
o
IM? (UFT-RJ)
Du€lo de Gtgútes
O Rio Amazonas é o mâior rio do mun.lo em
volume d água, coú uma vazão em sua toz de,
aproximadameÍte, 175 milhões de lìtros por
segundo. À usina hidroelétrica de Ìtâipu (loto),
Ìambên é ã maioÍ do mundo, em operação.
A potência insialada daúsinaéde 12,6 x 10'jW:
- - ,
Suponha que todã ê$a potência losse utilizada
pâra âquecer â água que llüi pela foz do Rio
Amâzonãs, sem que houvesse perdas de energia.
Nesse caso, a variaçâo de tempefatura dessa
águã. em ghus Celsius, seria da orden de:
a)10'
b)10'
c) 10'
o 10'
ê) 10':
calor especiÊco da água: 1,0 cal/g "c
Densidade dâ água: 1,0glcm'
\cal=4.2J
r"@ (FuvestsP) Dois recipientes iguâis á e 8, conten-
do dois Ìíquldos diÍerentes, iniciâlmeDte a 20'C,
sao colocados sobre umaplacã témicâ, dã qual
recebem ãproximadaneúte a mesma quãntidade
de cáÌor Com isso, o llquido emÁ âtinge 40 'C,
enquânto o liquido eú4,80'C. Se os recipientes
lorem rctirados da pìacã e seus ÌÍquidôs mistu-
râdos, â iemperatura Ênâl da misturâ Êcará em
a) 45 'c b) 50 "c c) 55 'c O 60'C e) 65 "C
i$$S.-!. orl-se) rìr.. ".,nrha 
incÌustriaì, a ágüa cle um
caÌdeirão é aquecidade 10 "Câ20 "C, sendo mis
turada, em seguida, à ágüaa80'C deum segundo
caldeirão, resultando 10 gde água a 32 'C, após a
mistura. Considere que haja troca de caìof ape-
nas entre as duas porções de ágüa misturadas e
que a densidade absoÌuta da água, de 1kg/{, náo
varia com atemperatüra, sendo, ainda, seu caÌor
específrco c = 1,0caÌ. g ' . 'C' . Àquant idadede
caÌor rccebida pela água do primeiro caÌdeirão ao
seraquecida até 20 'C é de:
a) 20 kcal
b) 50 kcal
c) 60 kcal
O 80 kcal
e) Ì20 kcâÌ
ãì3& Olackenzie-sP) En um expeÍimento, dispõe-se
de um bloco metálico de capacidade têrmica
80 câl/"C, à temperâtura de 100'C. Esse bloco
é coÌocado Do interior de um calorimetro de ca
pacidade térmica 8 cãV"C. que contém 200 g de
aguã . = 
'-----= 
ãzu r. òaDenoo que o equì
Iíbrio térmico ocore a 40 "C, podemos afirnar
que a quantidade de energia térmica dissipada
pelo côlorímeiro ioi de:
ã) 280 cãl
b) 340 cãì
.) .!i0 cal
d) 520 cal
,ffi-ì; 6jrc'cq u.n q"-tidãde m do mâteriaìÁ. .re
caÌor espectnco desconhecicÌo, ioi posta em con
tato térmico com igual queiidadem domâiedal
B, cujo calor especinco ê cd : 0,22 cal/g . 'C. Os
materiais em contato Iorâm bolados termica
mente da vizinhdçâ. ê ã temperaturâ de cadã
un loi medidã ão longo do tempo ãté o equiìibrio
térmico entre eÌes seÍ atingido. Á 6gurã nosirâ
G gráâ.ôs de iemperâturã úeads tempo. resül-
túles dessa medidâs.
0 calof especifico .r dô ftãteriaì,4 vale:
a) 0,44 cavg. 'C
I b) 0,33 cavg. 'c
c) 0,22 cavg . 'c
O 0,11 cavg . 'c
e) 0,06 cal/g. 'C
ìüõë Oru"t n"i.-sp) u. câloÍímetro de capacidade
témica 5,0 cãl/'C contém 200 g de água (caloÌ
especlfico : 1.0 cal/g . 'C) a 20 'C. Ao colocaÈ
úos um bloco metálicô de 500 g à temperaiura
de 100'C no interior desse câloÍmetro, obseNá-
n s quF o \ 's lênJ z l i rg- , , Êqu l ibrn ' lé ' mn n â
60 "C. O calor especifico do metaÌ que constitui
esse bloco, em cal/g.'C, é:
t
0,30
0,36
0,41
0,46
0,52
13
*
a
a
lïJ.
bl
d)
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i#t8 Guvest-sP) Dois Íecipientes isuâis,,1e a, coo-
têm, respectivamente, 2,0litros e 1,0litfo de ágüâ
à temperãtü.a de 20 'C. UtiÌizando um aquecedoÍ
elétrico, de pôtênciã constante, e mãóte.do{
ligado du.ânte 80 s, êquecë-se â água do .eci-
piente Á até â temperatura de 60'C, A seguir,
transfe.e-se 1,0 ìitro dê água de Á para A, que
Passa a conter 2,0 ìitros de água à tempeÌatura
0. Essa mesmasiluação ônâÌ, pâra o recipienteB,
poderia ser aÌcançada colocandcse 2,0litros de
ágúa a 20 "C emBe, aseguú, ìigddcse o mesmo
aquecedor elétrico emB, metendco ligado du
hnte um tempo âpronmãdo de:
4 a0s
b)60s
c) 80s
d) 100 s
e) 120 s
1:ãffi. 6. llu"a n1 u. r'locô netálico, encontÍa-se,
inicialmente. à tempeÍãtura e'C. Sendo colocaílo
em contâtô com out.o bloco B de material dife
rente, mâs de mesma massa, iniciaìmente a 0 "C,
ver'frca se, nô eqüilíb.io térmico, que a tempera-
türacìos dôis blorôs édè0,75 0'C.Supondo quê
só houve trocâ de câloÍ entre os dois .ofpos. a
relação entre os calorê$ específicos dos úate-
b)4
o 0,a
o40
e)3
.70 Os FuiDÀMENÌos DA Fls.a
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E
0
3
ã
A experiência de Joule _@
rF
o
Pârê chegar âo equìva ente mecânico do calor' James
Prescott Jou e feallzou urnâ série de experlêncas. A mals
conhecida de as, apÍesentada em 1845 nuÍìa monografja à
Royal Society, conslstlâ de uma sérle de pás girantes flxa-
das erÍìtolno de urì eixo veftca, co ocaoas em uraâ cuoa
ler. ì rèÍ êr ra ioèodooe. 'er òr . i - r ' Ísds'" ì ãoJa
O dlsposltlvo ut lzado por Joule esÌé lLustrado' esque-
matlcamente, na flguÍa ao lado O movlmento de rÔtaçáo
das pás e obtido corn o auxílio de unì mo inete, o qua é
acionado pe a queda de dois blocos A velocldade de rÔta-
ção do eixo verticâl perrnanêce praticãmente constante,
dev do à gÍânde resistênc a dâ água aô movimento das
pás. Sendo ass m, a eneÍg a clnétca dos blocos tãrnbém
p'êl ic€re ì ê rao ?d iè dJ dr lê a oLeoê ras d ere qiã
po.ô1c:a dê ec ê old -rêrÌe l ,à_s-orrooa er ' l '1e qio
térmica; em conseqÜênca, a água se aquece. Ut l lzando-
se um termômetÍo cle píecisão, mede-se a varìaçáo de
tempeÍa1uía soíridâ pe o íquido.
Desse modo, sendo conhec do o peso Pde cada bloco
e è dr- a oô queda H' e oo !ôldele r rar d eôô'qid po
tencla Fdos b ocos à altuÍâ H:
W
ffi
ii.
.ffiì,
l#l' l)v
I
- 
\ ,1
ì&#
4gH
E=2P'H
Sendo m a Ínassa de água, cseu ca or especifico e 
^0 
a variação de Ìemperatura' ã quantidâdê dê caLoí
O absorvida pela água no processo seÍà daoa pÔÍl
A=m c'Lg
Comparando as duas quantìdades, é possível estêbelecel a relação entre a unidade da energ a meciì-
nlcê (joule) e a unidade da quantidade de caLoí (caloria):
OÍ lginalmente, ôs pesos ut i zados por Joule t inhâm 41brês cada um caíam de umã êl tuÍa de
12 jard;s e a ve ocidade de queda era de 1 pé poÍ segundo A operaÇão íoi repeÌida dezesseis vezes e a
te;peratuÍa da águê foldeteÍminada com auxíllode umteÍmômetro sensível capaz de detecla r dlfeÍe ncas
de temperatura d-e 1 cenìésiÍno de gíâu Fêhrenheit Todas essas unldades são do sisten'ìa lnglês
O valor do equivâlente mêcânico do caloÌ {como então fo chamado) encontrâdo poÍ Joule foi' em
unidêdes de hoã, a, ts ioL,tes* pêra I cêlor id - um valoÍ bem êceiÌável para as condiÇóes erÍr que os
exper mentos fãram realizados.O vô oÍ exato dessa equlva êncê fol obtldo postenoÍmente' fruto de ex
Deriênclas rnals cuidadosamente conduzldas
Nos enderêços eletÌônicos http://ww.sc.ehu.es/sbwevfisica/estadistica/otros/
ioule/ioutê.htÌÌÌ {ace\so en ?o/aL/2oa1) e hrrqtIIwwwsauteo fÌ it/maíc/
iermoioqia-e-termodinani ca/equivalente-meccÀnico-catoÍià/jouLe2 htn Gr esso
en 2010;/2007), você podeÌá repÍoduzia por neio dê urna sinìrlação, a expeÍiência
dê JouÌe. com a tÌandoimação de enelgia inecãnica em catoÌ
* O nomejoule(J), q!êdêsignaa unidadedeenêrgla no 51, íÓi aÍibuido em homenagem ao cientista' em la39
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CaprÌuro 4 . A MED DA oo Cator - CaIoirMÍR a 11.