Exercícios Temperatura e Calor

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Disciplina: Física II Prof.: Anderson Freitas
Lista de Exercícios – Temperatura e Calor
Qual seria a temperatura final de uma mistura de 50 g de água a 20C com 50 g de água a 40C? R: 30 °C.
Se você deseja aquecer 100 kg de água em 20C para tomar banho, quanto de calor será requerido? 
R: Q = 2000 kcal.
Qual seria a temperatura de 100 g de água a 20C depois que 100 g de agulhas de ferro a 40C fossem submersas nela? (O calor específico do ferro é 0,12 cal/g.C). R: T = 22,1C.
Uma panela de cobre de 150g contém 220g de água, ambas a 20,0oC. Um cilindro de cobre muito quente de 300g é colocado dentro da água, fazendo com que ela ferva, com 5,00g sendo convertidos em vapor. A temperatura final do sistema é 100ºC. Dados:	calor latente de vaporização da água = 538,9 cal/g, calor específico da água = 1,0 cal/g.oC, calor específico do cobre = 0,0923cal/g.oC. Determine:
a quantidade de calor transferida para a água.
a quantidade de calor transferida para a panela.
A temperatura inicial do cilindro.
 R: a) 20,3kcal b) 1,11 kcal c) 873oC
 Um recipiente feito de um metal X tem massa 3,6kg e contém 14kg de água. Uma peça de 1,8kg deste metal, inicialmente a 180oC, é colocada dentro da água. O recipiente e a água tinham inicialmente a temperatura de 16oC e a final do sistema foi de 18oC. Determine o calor específico do metal X. 	Dado: calor específico da água = 1,0 cal/g.oC
 R: 0,098 cal/g.oC
Um bloco de gelo, em seu ponto de fusão e com massa inicial de 50,0kg, desliza sobre uma superfície horizontal com velocidade inicial de 5,38m/s e finalmente parando, depois de percorrer 28,3m. Determine a massa de gelo derretido como resultado do atrito entre o bloco e a superfície. Suponha que todo o calor produzido pelo atrito seja absorvido pelo bloco de gelo. Dado: calor latente de fusão do gelo = 333 kJ/kg R: m = 2,17g.
Uma pessoa faz uma quantidade de chá gelado, misturando 500 g de chá quente (essencialmente água) com a mesma massa de gelo em se ponto de fusão. Se o chá quente estava inicialmente a (a) 90oC e (b) 70oC, qual a temperatura e massa de gelo restante quando o chá e o gelo atingirem a mesma temperatura (equilíbrio térmico) ? Dado: calor latente de fusão do gelo = 79,55 cal/g e calor específico da água = 1,0 cal/g.oC
 R: a) Tf = 5,2oC, todo o gelo se funde b) Tf = 0oC , mrestante = 60 g
Um barra de comprimento Lo = 3,77 m e coeficiente de dilatação térmica 2,5x10-5 oC-1 é fixada em seus extremos e tem uma rachadura em seu centro. Como conseqüência de um aumento de temperatura de 32oC ela se eleva no centro, como mostra a figura abaixo. Determine a elevação x. 
R: 7,5 cm
Suponha que uma barra com 1,00 m de comprimento se expanda em 0,50 cm quando aquecida. Em quanto se expandiria uma barra feita do mesmo material com 100 m de comprimento, quando aquecida da mesma maneira? R: 50 cm.
Um certo nutricionista aconselha as pessoas que querem perder peso a beberem água gelada. Sua teoria é a de que o corpo deve queimar gordura suficiente para aumentar a temperatura da água de 0,0 °C para a temperatura do corpo de 37,0 °C. Quantos litros de água gelada uma pessoa precisa beber para queimar 454 g de gordura, supondo que para queimar esta quantidade de gordura 3500 Cal devem ser transferidas para a água? (1 Cal = 103 cal, 1 litro = 103 cm3. A massa específica da água é 1,00 g/cm3). R: 94,6 litros
Um pequeno aquecedor elétrico de imersão é usado para esquentar 100 g de água, com o objetivo de preparar uma xícara de café solúvel. Trata-se de um aquecedor de “200watts”. Calcule o tempo necessário para aquecer a água de 23,0 °C para 100,0 °C, desprezando as perdas de calor. R: 161 s
Um cabo de aço com 10,00 m de comprimento sustenta a massa de um pêndulo em sua extremidade. Quantos milímetros mais longo torna-se esse cabo quando sua temperatura aumenta em 20C? 
R: L = 0,002 m
Se você se sente confortável a 20C, por que a água a 20C lhe parece tão fria quando você nada nela?
Qual a finalidade do cobre ou alumínio existente no fundo das panelas de aço inoxidável?
Se você estivesse em um clima frio dispondo apenas de seu próprio corpo para se aquecer, você iria para um iglu de esquimó ou para uma cabana de madeira? Justifique sua resposta.
Porque você consegue manter seus dedos lateralmente próximos da chama de uma vela, mas não consegue fazer o mesmo com os dedos mantidos acima da mesma chama?
A figura mostra uma pequena bola em repouso sobre uma barra horizontal, sustentada por dois fios de metais diferentes, 1 e 2, de comprimentos desiguais, L1 e L2, a 0°C, respectivamente. Qual deve ser a relação entre os coeficientes de dilatação linear, 1 e 2, para que a bola continue equilibrada sobre a barra ao variar a temperatura?
O calor específico de uma substância no estado líquido varia com a temperatura, sobre pressão constante, segundo o gráfico. Determine a quantidade de calor necessária para aquecer 50g dessa substância entre 10°C e 70°C. 
R: Q = 1080 cal
Explique porque uma pessoa se sente confortável estando em um ambiente à temperatura de 20°C, porém sente frio ao tomar um banho ou entrar em uma piscina com a água nessa temperatura.