Buscar

Física 3 aulas 1,2,3.pdf

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 3, do total de 5 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Prévia do material em texto

Física III 
 Termologia 
 
 
1. Um mecânico, medindo a temperatura de um 
dispositivo do motor do carro de um turista 
americano, usou um termômetro cuja leitura 
digital foi de 92°C. Para que o turista 
entendesse melhor a temperatura, o mecânico 
teve de converter a unidade de temperatura 
para Fahrenheit. Qual foi o valor da 
temperatura após esta conversão? 
 
2. Um termômetro é encerrado dentro de um 
bulbo de vidro onde se faz vácuo. Suponha 
que o vácuo seja perfeito e que o termômetro 
esteja marcando a temperatura ambiente, 
25°C. Depois de algum tempo, a temperatura 
ambiente se eleva a 30°C. Observa-se, então, 
que a marcação do termômetro 
a) eleva-se também, e tende a atingir o equilíbrio 
térmico com o ambiente. 
b) mantém-se a 25°C, qualquer que seja a 
temperatura ambiente. 
c) tende a reduzir-se continuamente, 
independente da temperatura ambiente. 
d) vai se elevar, mas nunca atinge o equilíbrio 
térmico com o ambiente. 
e) tende a atingir o valor mínimo da escala do 
termômetro. 
 
3. Em relação à termometria, é certo dizer que 
a) - 273 K representa a menor temperatura 
possível de ser atingida por qualquer 
substância. 
b) a quantidade de calor de uma substância 
equivale à sua temperatura. 
c) em uma porta de madeira, a maçaneta 
metálica está sempre mais fria que a porta. 
d) a escala Kelvin é conhecida como absoluta 
porque só admite valores positivos. 
e) o estado físico de uma substância depende 
exclusivamente da temperatura em que ela se 
encontra. 
 
4. Duas escalas de temperatura, a Celsius (°C) e 
a Fahrenheit (°F), se relacionam de acordo 
com o gráfico. 
 
A temperatura em que a indicação da escala 
Fahrenheit é o dobro da indicação da escala Celsius 
é: 
a) 160°C 
b) 160°F 
c) 80°C 
d) 40°F 
e) 40°C 
 
5. Normalmente, o corpo humano começa a 
"sentir calor" quando a temperatura ambiente 
ultrapassa a marca dos 24 °C. A partir daí, o 
organismo passa a eliminar o suor que é um 
dos mecanismos do corpo para manter seu 
equilíbrio térmico. Se a temperatura no 
interior de um salão de baile carnavalesco 
variar de 30 °C para 32 °C, o folião ficará com 
sua roupa completamente encharcada de suor. 
Essa variação de temperatura nas escalas 
Fahrenheit (°F) e Kelvin (K) corresponde, 
respectivamente, a 
Dados: °C/5 (°F 32)/9 
K = °C + 273 
a) 1,8 e 1,8. 
b) 1,8 e 2,0. 
c) 2,0 e 2,0. 
d) 2,0 e 3,6. 
e) 3,6 e 2,0. 
 
6. Almir deve aquecer uma certa quantidade de 
água até 70°C. Após o início do processo, ele 
quebrou, acidentalmente, o termômetro e teve 
que utilizar um outro, graduado em 
Fahrenheit. Nessa escala, o aquecimento deve 
parar em 
 
Dados: 0°C e 100°C correspondem, respectivamente, 
a 32°F e 212°F. 
a) 102. 
b) 126. 
c) 142. 
d) 158. 
 
 
7. Um cientista criou uma escala termométrica D 
que adota como pontos fixos o ponto de 
ebulição do álcool (78 °C) e o ponto de 
ebulição do éter (34 °C). 
O gráfico a seguir relaciona esta escala D com a 
escala Celsius. 
 
A temperatura de ebulição da água vale, em °D: 
a) 44 
b) 86 
c) 112 
d) 120 
e) 160 
 
8. Analise as seguintes afirmações sobre 
conceitos de termologia: 
 
I) Calor é uma forma de energia. 
II) Calor é o mesmo que temperatura. 
III) A grandeza que permite informar se dois corpos 
estão em equilíbrio térmico é a temperatura. 
 
Está(ão) correta(s) apenas: 
1. I. 
2. II. 
3. III. 
4. I e II. 
5. I e III. 
9. Em um determinado dia, a temperatura 
mínima em Belo Horizonte foi de 15 °C e a 
máxima de 27 °C. A diferença entre essas 
temperaturas, na escala kelvin, é de 
a) 12. 
b) 21. 
c) 263. 
d) 285. 
 
10. Considere uma escala termométrica X tal que, 
sob pressão normal, ao ponto de fusão do gelo 
faça corresponder o valor - 20° X e ao ponto 
de ebulição da água o valor 180° X. Uma 
queda de temperatura de 5° C corresponde na 
escala X a 
a) 16 
b) 12 
c) 10 
d) 8 
e) 5 
 
 
 
11. Marcela resolveu construir um termômetro 
e estabeleceu 10ºX e 50ºX para os pontos 
de fusão e ebulição da água. Calcular o 
valor encontrado na escala da Marcela que 
correspondente a 10º C. 
 
12. A temperatura média do corpo humano é de 
36,5 ºC. Determine o valor dessa 
temperatura na escala Fahrenheit. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Física III 
 Dilatação 
 
1) O gráfico abaixo representa a variação, em milímetros, do 
comprimento de uma barra metálica, de tamanho inicial igual a 
1,000m, aquecida em um forno industrial. Qual é o valor do 
coeficiente de dilatação térmica linear do material de que é feita 
a barra, em unidades de 10-6 °C–1. 
 
 
2) A dilatação térmica dos sólidos é um fenômeno importante 
em diversas aplicações de engenharia, como construções de 
pontes, prédios e estradas de ferro. Considere o caso dos trilhos 
de trem serem de aço, cujo coeficiente de dilatação é α = 11 . 10-
6 °C-1. Se a 10°C o comprimento de um trilho é de 30m, de 
quanto aumentaria o seu comprimento se a temperatura 
aumentasse para 40°C? 
 
3) Uma placa apresenta inicialmente uma área de 1,0 m2 a 0°C. 
Ao ser aquecida até 50°C, sua área aumenta 1,0 cm2. Determine 
o coeficiente de dilatação superficial do material que constitui a 
placa. 
 
4) Em uma placa de cobre existe um furo circular que, a 20°C, 
apresenta área igual a 200 mm2. Qual o acréscimo de área que o 
furo sofre quando se eleva a temperatura da chapa para 220°C? 
Sendo, 
 
5) Uma estatueta de ouro foi aquecida de 25°C a 75°C, 
observando-se um aumento de 2,1 cm3 em seu volume. Sendo 
14 · 10 –6 °C–1 o coeficiente de dilatação linear do ouro, qual era 
o volume inicial dessa estatueta? 
 
6) Qual o coeficiente de dilatação volumétrica de uma barra 
metálica que experimenta um aumento de 0,1% em seu 
comprimento para uma variação de temperatura de 100 °C? 
 
7) Um recipiente de cobre, de coeficiente de dilatação 
volumétrico médio frasco = 51 · 10–6 °C–1, contém mercúrio, a 0 
°C, até o volume de 45 cm3. O volume do recipiente a 0 °C é de 
46 cm3. Considere o coeficiente de dilatação do mercúrio 
Hg = 180 · 10–6°C–1. A que temperatura o mercúrio encherá 
completa- mente o recipiente? 
 
8) Um certo frasco de vidro está completamente cheio, com 50 
cm3 de mercúrio. O conjunto se encontra inicialmente a 28 °C. 
Sendo o coeficiente e dilatação médio do mercúrio igual a 
180 · 10–6 °C–1 e o coeficiente de dilatação linear médio do 
vidro igual a 9 · 10–6 °C–1. Determine o volume de mercúrio 
extravasado, para a temperatura do conjunto a 48 °C. 
 
9) Um quadrado de lado 2m é feito de um material cujo 
coeficiente de dilatação superficial é igual a 1,6.10-4. Determine 
a variação de área deste quadrado quando aquecido em 80°C. 
 
10) Uma chapa de alumínio tem um furo central de 100cm de 
raio, estando numa temperatura de 12°C. 
 
Sabendo-se que o coeficiente de dilatação linear do alumínio 
equivale a 22.10-6°C-1, a nova área do furo, quando a chapa for 
aquecida até 122°C, será equivalente a qual valor em metros? 
 
11) Duas barras de 3 metros de alumínio encontram-se separadas 
por 1cm à 20°C. Qual deve ser a temperatura para que elas se 
encostem, considerando que a única direção da dilatação 
acontecerá no sentido do encontro? 
Sendo . 
 
12) Um paralelepípedo de uma liga de alumínio (
) tem arestas que, à 0°C, medem 5 cm, 40 
cm e 30 cm. De quanto aumenta seu volume ao ser aquecido à 
temperatura de 100°C?13) O volume de um bloco metálico sofre um aumento de 0,60% 
quando sua temperatura varia de 200ºC. Determine o coeficiente 
de dilatação de dilatação linear médio desse metal. 
 
14) Um anel de ferro com raio interno de 3 cm a 10 °C é 
aquecido até 110 °C. Seu coeficiente de dilatação térmica linear, 
nesse intervalo de temperatura, é igual a 12.10-6 °C-1. A variação 
de sua área interna, em cm², é aproximadamente de? 
 
15) Um vendedor de gasolina recebe em seu tanque 2000L de 
gasolina á temperatura de 30ºC. Sabendo-se que posteriormente 
vendeu toda a gasolina quando a temperatura era de 20°C e que 
o coeficiente de dilatação da gasolina é igual a 1,1.10-4 °C-1, qual 
o prejuízo que sofreu o vendedor? 
 
16) A figura a seguir mostra uma esfera de aço de 50,1 mm 
de diâmetro apoiada num anel de alumínio, cujo diâmetro 
interno é de 50,0 mm, ambos à mesma temperatura. Qual 
o acréscimo de temperatura que esse conjunto deve sofrer para 
que a esfera passe pelo anel? 
(Dados: α aço = 1,08. 10-5 °C-1 e α al = 2,38 . 10-5 °C-1) 
 
 
 
 
 
 
Física III 
 Calorimetria 
 
 
1. Um corpo de cobre de massa 50g é 
aquecido de 20ºC para 80ºC . Sendo c 
(cobre) = 0,092C cal/g ºC. Determine o 
calor Q absorvido pelo corpo. 
 
2. O calor específico da água é da ordem de 1,0 
cal.g -1. °C-1 e seu calor latente de fusão é igual 
a 80 cal. g-1. 
Para transformar 200 g de gelo a 0 °C em água 
a 30 °C, a quantidade de energia necessária, 
em quilocalorias, equivale a: 
a. 8 
b. 11 
c. 22 
d. 28 
 
3. Um calorímetro isolado termicamente possui, 
inicialmente, 1,0 kg de água a uma 
temperatura de 55 °C. Adicionamos, então, 
500 g de água a 25 °C. Dado que o calor 
especifico da água é 1,0 cal/(g.°C), que o calor 
latente de fusão é 80 cal/g e que sua densidade 
é 1,0 g/cm3, calcule: 
a. a temperatura de equilíbrio da água; 
b. a energia (em calorias - cal) que deve 
ser fornecida à água na situação do 
item a) para que esta atinja a 
temperatura de ebulição de 100 °C 
c. quanto calor deve ser retirado do 
calorímetro, no item b), para que toda 
a água fique congelada. 
 
4. Definir calor e temperatura 
 
5. Num piquenique, com a finalidade de se obter 
água gelada, misturou-se num garrafão 
térmico, de capacidade térmica desprezível, 2 
kg de gelo picado a 0 °C e 3 kg de água que 
estavam em garrafas ao ar livre, à temperatura 
ambiente de 40 °C. Desprezando-se a troca de 
calor com o meio externo e conhecidos o calor 
latente de fusão do gelo (80 cal/g) e o calor 
específico da água (1 cal/ g.°C), a massa de 
água gelada disponível para se beber, em kg, 
depois de estabelecido o equilíbrio térmico, é 
igual a 
a. 3,0. ; 
b. 3,5. 
c. 4,0. 
d. 4,5. 
e. 5,0. 
 
6. Para certo procedimento industrial, necessita-
se de água a 20 °C, mas só se dispõe de água 
no estado sólido a 0 °C (gelo) e água fervendo 
a 100 °C. A relação entre a massa de gelo e a 
massa de água fervendo que se deve misturar 
em um recipiente adiabático, para a obtenção 
do desejado, é 
Dados: calor latente de fusão da água = 80 
cal/g e calor específico da água líquida = 1 
cal/(g°C) 
a. 4/5 
b. 3/4 
c. 2/3 
d. 1/2 
e. 1/3 
 
7. Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S) 
em relação a alguns fenômenos que envolvem 
os conceitos de temperatura, calor, mudança 
de estado e dilatação térmica. 
a. A temperatura de um corpo é uma 
grandeza física relacionada à densidade do 
corpo. 
b. Uma substância pura ao receber calor 
ficará submetida a variações de 
temperatura durante a fusão e a ebulição. 
c. A dilatação térmica é um fenômeno 
específico dos líquidos, não ocorrendo 
com os sólidos. 
d. Calor é uma forma de energia. 
e. O calor se propaga no vácuo. 
 
8. Como não ia tomar banho naquele momento, 
um senhor decidiu adiantar o processo de 
enchimento de seu ofurô (espécie de banheira 
oriental), deixando-o parcialmente cheio. 
Abriu o registro de água fria que verte 8 litros 
de água por minuto e deixou-o derramar água 
à temperatura de 20 °C, durante 10 minutos. 
No momento em que for tomar seu banho, 
esse senhor abrirá a outra torneira que fornece 
água quente a 70 °C e que é semelhante à 
primeira, despejando água na mesma 
proporção de 8 litros por minuto sobre a água 
já existente no ofurô, ainda à temperatura de 
20 °C. Para que a temperatura da água do 
banho seja de 30 °C, desconsiderando perdas 
de calor para o ambiente e o ofurô, pode-se 
estimar que o tempo que deve ser mantida 
aberta a torneira de água quente deve ser, em 
minutos, 
a) 2,5. b) 3,0. c) 3,5. d) 4,0. e) 
4,5. 
 
9. Um calorímetro de capacidade térmica 6 
cal/°C contém 80 g de água (calor específico 
= 1 cal/g°C) a 20°C. Ao se colocar um bloco 
metálico de capacidade térmica 60 cal/°C, a 
100°C, no interior desse calorímetro, 
verificou-se que a temperatura final de 
equilíbrio térmico é 50°C. A quantidade de 
calor perdida para o ambiente, nesse processo, 
foi de: 
a. 420 cal 
b. 370 cal 
c. 320 cal 
d. 270 cal 
e. 220 cal 
 
10. Quanta energia deve ser dada a uma panela de 
ferro de 300 g para que sua temperatura seja 
elevada em 100 °C? Considere o calor 
específico da panela como c = 450 J/ kg °C. 
a. 300 J 
b. 450 J 
c. 750 J 
d. 1750 J 
e. 13500 J 
 
11. O gráfico a seguir representa a variação da 
temperatura de 200,0 g de água, em função do 
tempo, ao ser aquecida por uma fonte que 
libera energia a uma potência constante. 
 
A temperatura da água no instante 135 s e o 
tempo que essa fonte levaria para derreter a 
mesma quantidade de gelo a 0°C são 
respectivamente: 
a. 64°C, 200 s 
b. 64°C, 100 s 
c. 74°C, 80 s 
d. 74°C, 200 s 
e. 74°C, 250 s 
 
12. Uma pessoa recolhe 200g de gelo, à 
temperatura de - 10 ºC, colocando-a em 
contato com uma chama, até que sua 
temperatura atinja 50 ºC. Sendo o calor 
específico do gelo 0,5 cal/gºC e o calor 
específico da água 1 cal/gºC. Determine 
qual é a quantidade de calor cedida pela 
chama? 
 
13. Colaborando com a campanha de energia a 
fonte térmica que aquece a água da piscina 
da escola só é ligada quando a temperatura 
for inferior a 25ºC. Um dia o zelador 
verificou que a temperatura para qualquer 
ponto da piscina era de 20ºC e ligou a fonte 
térmica cujo fluxo é de 400000 cal/min. 
Sabendo que a piscina tem 200m3 de água o 
que equivale aproximadamente a uma 
massa de 2 . 108 g e seu calor específico é 
de 1 cal/gºC, determine quanto tempo o 
zelador deixou ligada a fonte para obter 
25ºC. 
 
 
14. Descreva os três processos de transmissão 
de calor.

Continue navegando