resolucao fa10 ficha3

Prévia do material em texto

<p>Resolução da Ficha 3 (M14)</p><p>1.</p><p>1.1.</p><p>1.2.</p><p>A quantidade de calor necessária para elevar de a temperatura do recipiente com a água é:</p><p>Sendo , tem-se:</p><p>2.</p><p>• A afirmação (A) é verdadeira. Para a temperatura da massa de água ser a mesma, na situação inicial e na situação final, a quantidade de calor cedida pela massa, , deve ser igual à quantidade de calor recebida pela massa , .</p><p>Sendo</p><p>Sendo</p><p>Como , tem-se, como é afirmado,  .</p><p>• A afirmação (B) é falsa. Sendo</p><p>Logo,</p><p>Estando a massa à temperatura de , a água encontra-se sob a forma de gelo.</p><p>A quantidade de calor necessária para elevar a sua temperatura até é, então:</p><p>Sendo , tem-se diferente de , pelo que a afirmação é falsa.</p><p>• A afirmação (C) é verdadeira. Para que a temperatura de equilíbrio seja , é necessário que:</p><p>3.</p><p>3.1.	Opção (D).</p><p>Sendo , substituindo pelos valores, tem-se:</p><p>3.2.</p><p>Sendo a potência média emitida pelo Sol constante, no mesmo intervalo de tempo é:</p><p>4.</p><p>4.1.	A energia fornecida ao bloco calorimétrico, num determinado intervalo de tempo, corresponde à energia dissipada por efeito Joule na resistência de aquecimento.</p><p>4.2.	Opção (D).</p><p>Como a energia dissipada na resistência de aquecimento é toda transferida para o bloco calorimétrico, virá:</p><p>4.3.</p><p>Para , substituindo pelos valores, tem-se:</p><p>4.4.</p><p>4.5.	Como , tem-se, substituindo pelos valores:</p><p>5.</p><p>5.1.</p><p>Energia recebida, por calor, pela água:</p><p>Energia recebida, por calor, pelo vaso:</p><p>Assim:</p><p>Substituindo:</p><p>5.2.	Para a esfera:</p><p>Como</p><p>Substituindo pelos valores, tem-se:</p><p>5.3.</p><p>Sendo e, substituindo pelos valores, tem-se:</p><p>Pela consulta da tabela, pode-se concluir que a esfera metálica é feita de aço.</p><p>6.	Opção (D).</p><p>Pois é .</p><p>7.</p><p>7.1.</p><p>– Cálculo da potência da radiação absorvida pelos coletores de :</p><p>Sendo</p><p>– Cálculo da energia recebida pela água (energia útil):</p><p>– Cálculo do rendimento do sistema solar térmico:</p><p>7.2.	O mecanismo de transferência de energia por condução térmica é explicado por interações entre as partículas, em que as de maior energia cinética cedem energia às de menor energia cinética, sem haver deslocamento de matéria.</p><p>8.	Opção (D).</p><p>Como , o que nos permite concluir que existe uma proporcionalidade direta entre a variação da temperatura, , e a energia, , que é fornecida. Logo, num gráfico da variação da temperatura, , de uma determinada amostra de substância com massa , e capacidade térmica mássica , o declive da reta representa o inverso da capacidade térmica da amostra de água, .</p><p>9.	.</p><p>– Cálculo da energia fornecida a cada bloco: .</p><p>Substituindo pelos valores: .</p><p>– Cálculo da capacidade térmica mássica do alumínio, para os valores experimentais de cada grupo:</p><p>. Substituindo pelos valores, tem-se:</p><p>– Cálculo do valor mais provável da capacidade térmica mássica do alumínio:</p><p>O valor mais provável da capacidade térmica mássica do alumínio é .</p><p>10.</p><p>Opção (C).</p><p>Pela Lei da Condução Térmica, a energia transferida por calor, por unidade de tempo, através de uma placa de um dado material, é diretamente proporcional à sua área e à diferença de temperatura entre as suas duas faces, inversamente proporcional à espessura da placa e depende do material de que é feita. Portanto, para que a temperatura da sauna diminua o mais lentamente possível depois de se desligar o aquecedor, pode-se aumentar a espessura das paredes e utilizar um material com baixa condutividade térmica.</p><p>11.</p><p>– Cálculo da energia necessária para aumentar a temperatura da massa de gelo considerada de para :</p><p>– Cálculo da energia disponível para a fusão do gelo:</p><p>– Cálculo da massa de gelo que se fundiu:</p><p>1</p><p>oleObject2.bin</p><p>image48.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>qq</p><p>-</p><p>CuCuei</p><p>cm</p><p>oleObject47.bin</p><p>image49.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>(</p><p>)</p><p>qqqq</p><p>=-+-</p><p>22</p><p>recebida pela água+vaso de cobreHOHOeiCu</p><p>Cuei</p><p>Ecmcm</p><p>oleObject48.bin</p><p>image50.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>(</p><p>)</p><p>éù</p><p>=-´´-+´-Û</p><p>ëû</p><p>recebida pela água+vaso de cobre</p><p>41860,30030,025,03850,30030,025,0</p><p>E</p><p>oleObject49.bin</p><p>image51.wmf</p><p>Û=´</p><p>3</p><p>recebida pela água + vaso de cobre</p><p>6,8610J</p><p>E</p><p>oleObject50.bin</p><p>image52.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>qq</p><p>=°=°</p><p>ie</p><p>esfera100,0 C; 30,0 C</p><p>oleObject51.bin</p><p>image3.wmf</p><p>-</p><p>=+Þ=+Û=</p><p>1</p><p>recipiente0,300kgágua</p><p>24612541500JK</p><p>CCCCC</p><p>image53.wmf</p><p>qq</p><p>q</p><p>==DÛ=DÛ=</p><p>D</p><p>cedida pela esfera</p><p>cedida pela esferacedida pela esfera</p><p>,virá:</p><p>E</p><p>CmcEmcECC</p><p>oleObject52.bin</p><p>image54.wmf</p><p>-</p><p>´</p><p>=Û=</p><p>-</p><p>3</p><p>1</p><p>6,8610</p><p>98,0JK</p><p>30,0100,0</p><p>CC</p><p>oleObject53.bin</p><p>image55.wmf</p><p>==</p><p>213g0,213kg</p><p>m</p><p>oleObject54.bin</p><p>image56.wmf</p><p>=Û=</p><p>C</p><p>Cmcc</p><p>m</p><p>oleObject55.bin</p><p>image57.wmf</p><p>--</p><p>=Û=</p><p>11</p><p>98,0</p><p>460,1 JkgC</p><p>0,213</p><p>cc</p><p>oleObject56.bin</p><p>oleObject3.bin</p><p>image58.wmf</p><p>=D</p><p>vaporização</p><p>EmH</p><p>oleObject57.bin</p><p>image59.wmf</p><p>==D==´´=´</p><p>24</p><p>água</p><p>4,0m; 150kg; 12h1260604,3210s</p><p>Amt</p><p>oleObject58.bin</p><p>image60.wmf</p><p>q</p><p>-----</p><p>=D=°==´</p><p>211311</p><p>rad absorvidaágua</p><p>800Wm;30C;4,185kJkgC4,18510JkgC</p><p>Pc</p><p>oleObject59.bin</p><p>image61.wmf</p><p>2</p><p>4,0m</p><p>oleObject60.bin</p><p>image62.wmf</p><p>=´Û=´</p><p>3</p><p>rad absorvida coletoresrad absorvida col</p><p>etores</p><p>8004,03,210W</p><p>PP</p><p>oleObject61.bin</p><p>image4.wmf</p><p>q</p><p>D</p><p>image63.wmf</p><p>=Þ=´´´Û=´</p><p>D</p><p>348</p><p>absorvidaabsorvida</p><p>3,2104,32101,3810J</p><p>E</p><p>PEE</p><p>t</p><p>oleObject62.bin</p><p>image64.wmf</p><p>q</p><p>=DÞ=´´´Û=´</p><p>37</p><p>uu</p><p>1504,18510301,8810J</p><p>EmcEE</p><p>oleObject63.bin</p><p>image65.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>(</p><p>)</p><p>(</p><p>)</p><p>hhh</p><p>´</p><p>=´Þ=´Û=</p><p>´</p><p>7</p><p>útil</p><p>8</p><p>absorvida coletores</p><p>1,8810</p><p>%100%100%13,6%</p><p>1,3810</p><p>E</p><p>E</p><p>oleObject64.bin</p><p>image66.wmf</p><p>=DÛD=´</p><p>1</p><p>EmcTTE</p><p>mc</p><p>oleObject65.bin</p><p>image67.wmf</p><p>D</p><p>T</p><p>oleObject66.bin</p><p>oleObject4.bin</p><p>image68.wmf</p><p>E</p><p>oleObject67.bin</p><p>image69.wmf</p><p>D</p><p>T</p><p>oleObject68.bin</p><p>image70.wmf</p><p>m</p><p>oleObject69.bin</p><p>image71.wmf</p><p>c</p><p>oleObject70.bin</p><p>image72.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>=</p><p>CCmc</p><p>oleObject71.bin</p><p>image5.wmf</p><p>q</p><p>q</p><p>D</p><p>=DÞ=</p><p>DD</p><p>E</p><p>ECC</p><p>tt</p><p>image73.wmf</p><p>-</p><p>==´=D=</p><p>3</p><p>alumínioresistência</p><p>500g50010kg;60W;60,0s</p><p>mPt</p><p>oleObject72.bin</p><p>image74.wmf</p><p>=Û=´D</p><p>D</p><p>E</p><p>PEPt</p><p>t</p><p>oleObject73.bin</p><p>image75.wmf</p><p>=´Û=´</p><p>3</p><p>6060,03,6010J</p><p>EE</p><p>oleObject74.bin</p><p>image76.wmf</p><p>q</p><p>q</p><p>=DÛ=</p><p>D</p><p>E</p><p>Emcc</p><p>m</p><p>oleObject75.bin</p><p>image77.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>--</p><p>-</p><p>´</p><p>=Û=°</p><p>´´-</p><p>3</p><p>11</p><p>11</p><p>3</p><p>3,6010</p><p>889JkgC</p><p>5001024,616,5</p><p>cc</p><p>oleObject76.bin</p><p>oleObject5.bin</p><p>image78.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>--</p><p>-</p><p>´</p><p>=Û=°</p><p>´´-</p><p>3</p><p>11</p><p>22</p><p>3</p><p>3,6010</p><p>911JkgC</p><p>5001024,917,0</p><p>cc</p><p>oleObject77.bin</p><p>image79.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>--</p><p>-</p><p>´</p><p>=Û=°</p><p>´´-</p><p>3</p><p>11</p><p>33</p><p>3</p><p>3,6010</p><p>878JkgC</p><p>5001025,016,8</p><p>cc</p><p>oleObject78.bin</p><p>image80.wmf</p><p>--</p><p>++</p><p>++</p><p>=Û=Û=°</p><p>11</p><p>123</p><p>889911878</p><p>893 JkgC</p><p>33</p><p>ccc</p><p>ccc</p><p>oleObject79.bin</p><p>image81.wmf</p><p>--</p><p>=´°</p><p>211</p><p>8,910JkgC</p><p>c</p><p>oleObject80.bin</p><p>image82.wmf</p><p>qq</p><p>-</p><p>==´=-°=°</p><p>3</p><p>if</p><p>400g40010kg; 10,0C; 0,0C</p><p>m</p><p>oleObject81.bin</p><p>image6.wmf</p><p>q</p><p>-</p><p>D</p><p>=</p><p>D</p><p>1</p><p>8</p><p>Ks</p><p>60</p><p>t</p><p>image83.wmf</p><p>-°</p><p>10,0C</p><p>oleObject82.bin</p><p>image84.wmf</p><p>°</p><p>0,0C</p><p>oleObject83.bin</p><p>image85.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>(</p><p>)</p><p>q</p><p>-</p><p>=DÞ=´´´´--Û=´</p><p>333</p><p>400102,1110010,08,4410J</p><p>EmcEE</p><p>oleObject84.bin</p><p>image86.wmf</p><p>=+Þ´=´+Û=´</p><p>334</p><p>totalaquecerfundirfundirfundir</p><p>92,0108,44108,35610J</p><p>EEEEE</p><p>oleObject85.bin</p><p>image87.wmf</p><p>´</p><p>D=Û=Þ=Û=</p><p>D</p><p>´</p><p>4</p><p>fusão</p><p>5</p><p>fusão</p><p>8,35610</p><p>0,250kg</p><p>3,3410</p><p>EE</p><p>Hmmm</p><p>mH</p><p>oleObject86.bin</p><p>oleObject6.bin</p><p>image7.wmf</p><p>-</p><p>=´Û=</p><p>DD</p><p>1</p><p>8</p><p>1500200Js</p><p>60</p><p>EE</p><p>tt</p><p>oleObject7.bin</p><p>image8.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>(</p><p>)</p><p>=+Þ</p><p>DD</p><p>fonte</p><p>aquecimentocondução através de paredes</p><p>EE</p><p>P</p><p>tt</p><p>oleObject8.bin</p><p>image9.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>Þ=+Û</p><p>D</p><p>250200condução através das paredes</p><p>E</p><p>t</p><p>oleObject9.bin</p><p>image10.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>(</p><p>)</p><p>-</p><p>Û=-Û=</p><p>DD</p><p>1</p><p>conduçãoatravés dasparedes250200condução</p><p>através das paredes50Js</p><p>EE</p><p>tt</p><p>oleObject10.bin</p><p>image11.wmf</p><p>M</p><p>oleObject11.bin</p><p>image12.wmf</p><p>1</p><p>m</p><p>oleObject12.bin</p><p>image13.wmf</p><p>1</p><p>E</p><p>oleObject13.bin</p><p>image14.wmf</p><p>2</p><p>m</p><p>oleObject14.bin</p><p>image15.wmf</p><p>2</p><p>E</p><p>oleObject15.bin</p><p>image16.wmf</p><p>qq</p><p>=+=°=-Þ=´</p><p>111água111água</p><p>201030C, é: 2010</p><p>EmcEmc</p><p>oleObject16.bin</p><p>image17.wmf</p><p>qq</p><p>=-=°=-Þ=´</p><p>222água222água</p><p>201010C, é: 2010</p><p>EmcEmc</p><p>oleObject17.bin</p><p>image18.wmf</p><p>=</p><p>12</p><p>mm</p><p>oleObject18.bin</p><p>image19.wmf</p><p>=</p><p>12</p><p>EE</p><p>oleObject19.bin</p><p>image20.wmf</p><p>qqq</p><p>D=°=+=°=-=-°</p><p>12</p><p>25C, é 202545C e 20255C</p><p>oleObject20.bin</p><p>image21.wmf</p><p>=´Û=´´´Û=´´</p><p>33</p><p>11água1111</p><p>254,181025104,510J</p><p>EmcEmEm</p><p>oleObject21.bin</p><p>image22.wmf</p><p>2</p><p>m</p><p>oleObject22.bin</p><p>image23.wmf</p><p>-°</p><p>5C</p><p>oleObject23.bin</p><p>image24.wmf</p><p>°</p><p>20C</p><p>oleObject24.bin</p><p>image25.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>(</p><p>)</p><p>(</p><p>)</p><p>=--+D+-Û</p><p>22gelo2fusão gelo2água</p><p>05200</p><p>EmcmHmc</p><p>oleObject25.bin</p><p>image26.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>Û=´´+´+´´Û=´´</p><p>3533</p><p>2222</p><p>52,1103,34104,18102042810J</p><p>EmEm</p><p>oleObject26.bin</p><p>image27.wmf</p><p>=</p><p>12</p><p>mm</p><p>oleObject27.bin</p><p>image28.wmf</p><p>1</p><p>E</p><p>oleObject28.bin</p><p>image29.wmf</p><p>2</p><p>E</p><p>oleObject29.bin</p><p>image30.wmf</p><p>°</p><p>20C</p><p>oleObject30.bin</p><p>image31.wmf</p><p>=Þ´´=´´Û=´Û=</p><p>33</p><p>121222</p><p>104,5</p><p>104,510428100,3000,073kg</p><p>428</p><p>EEmmmm</p><p>oleObject31.bin</p><p>image32.wmf</p><p>q</p><p>=D</p><p>Emc</p><p>image1.wmf</p><p>--</p><p>=´</p><p>311</p><p>água</p><p>Sendo 4,1810JkgK</p><p>c</p><p>oleObject32.bin</p><p>image33.wmf</p><p>=´´´Û=´</p><p>337</p><p>102,110204,210J</p><p>EE</p><p>oleObject33.bin</p><p>image34.wmf</p><p>=D</p><p>fusãofusão do gelo</p><p>'</p><p>EmH</p><p>oleObject34.bin</p><p>image35.wmf</p><p>q</p><p>q</p><p>D</p><p>´´</p><p>=ÞD=DÛ=Þ=Û»</p><p>D</p><p>´</p><p>3</p><p>gelo</p><p>fusãogelofusão do gelo</p><p>5</p><p>fusão do gelo</p><p>''2,11020'</p><p>'0,12</p><p>3,3410</p><p>c</p><p>mmm</p><p>EEcmmH</p><p>mHmm</p><p>oleObject35.bin</p><p>image36.wmf</p><p>=´DÛ=D</p><p>Ι</p><p>dissipadadissipadadissipada</p><p>EPtEUt</p><p>oleObject36.bin</p><p>image37.wmf</p><p>q</p><p>q</p><p>D</p><p>=DÛD=DÛ=</p><p>D</p><p>Ι</p><p>ΙΙ</p><p>dissipada</p><p>Ut</p><p>EUtUtmcc</p><p>m</p><p>oleObject1.bin</p><p>oleObject37.bin</p><p>image38.wmf</p><p>q</p><p>q</p><p>=DÛ=</p><p>D</p><p>E</p><p>Emcc</p><p>m</p><p>oleObject38.bin</p><p>image39.wmf</p><p>=</p><p>1,0kg</p><p>m</p><p>oleObject39.bin</p><p>image40.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>--</p><p>-</p><p>=Û=</p><p>´-</p><p>11</p><p>100002000</p><p>900JkgK</p><p>1,010,92,0</p><p>cc</p><p>oleObject40.bin</p><p>image41.jpeg</p><p>image42.wmf</p><p>=</p><p>Cmc</p><p>oleObject41.bin</p><p>image2.wmf</p><p>-</p><p>=Þ=´´Û=</p><p>31</p><p>0,300kg água</p><p>0,3004,18101254JK</p><p>CmcCC</p><p>image43.wmf</p><p>-</p><p>=´Û=</p><p>1</p><p>0,600900540JK</p><p>CC</p><p>oleObject42.bin</p><p>image44.wmf</p><p>===</p><p>2</p><p>HOCu</p><p>300g0,300kg</p><p>mm</p><p>oleObject43.bin</p><p>image45.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>qq</p><p>=°=°</p><p>ie</p><p>água e vaso25,0C; 30,0C</p><p>oleObject44.bin</p><p>image46.wmf</p><p>=</p><p>cedida pela esferarecebida pela água+vas</p><p>o de cobre</p><p>EE</p><p>oleObject45.bin</p><p>image47.wmf</p><p>(</p><p>)</p><p>qq</p><p>-</p><p>22</p><p>HOHOei</p><p>cm</p><p>oleObject46.bin</p><p>image88.png</p>