Lista de exercicios para prova Física 3

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01 A área A de uma placa retangular é ab. O coeficiente de dilatação linear é α. Depois de um aumento de 
temperatura ΔT o lado a aumentou de Δa e b de Δb. Mostre detalhadamente que desprezando o termo da 
ordem de α2 obtemos de ΔA = 2αAΔT. 
 
 
 
02 Num laboratório de química, um béquer de vidro pirex, cujo coeficiente de dilatação linear é 𝟑,𝟐 ×
𝟏𝟎−𝟔(℃)−𝟏, tem capacidade volumétrica de 𝟐𝟓𝟎𝒄𝒎𝟑 a 𝟐𝟎℃. Nessa temperatura, ele está completamente cheio 
de um líquido cujo coeficiente de dilatação volumétrica é 𝟏,𝟐𝟕 × 𝟏𝟎−𝟑(℃)−𝟏. Qual a dilatação térmica 
volumétrica do líquido e qual o volume que transborda do recipiente quando a temperatura é aumentada para 
𝟏𝟐𝟎℃. 
 
001
03 A figura abaixo mostra a seção reta de uma parede feita com uma camada interna feita de madeira, de 
espessura 𝑳𝒂, uma camada externa de tijolos, de espessura 𝑳𝒅 = 𝟐𝑳𝒂 , e duas camadas externas de espessura 
e composição desconhecidas. A condutividade térmica da madeira é 𝒌𝒂 e a dos tijolos é 𝒌𝒅 = 𝟓𝒌𝒂. A área 𝑨 
da parede também é desconhecida. A condução térmica através da parede atingiu o regime estacionário as 
únicas temperaturas conhecidas são 𝑻𝟏 = 𝟐𝟓°𝒄, 𝑻𝟐 = 𝟐𝟎°𝒄, 𝑻𝟓 = −𝟏𝟎°𝒄 . qual a temperatura 𝑻𝟒 ? 
 
 
04 O diagrama indicador da figura abaixo, onde a pressão é medida em bar e o volume em l, está descrito por 
um fluido homogêneo. Seja 𝑾,𝑸 𝒆 ∆𝑼 respectivamente o trabalho a quantidade de calor e a variação de 
energia interna do sistema associados com cada etapa do ciclo completo, cujos valores em (em J) devem ser 
preenchidos na tabela abaixo. 
Complete a tabela preenchendo todas as lacunas. 
 
 
002
 
 
 
 
05 Com relação às escalas Celsius e Fahrenheit: Obs: 1,8 e 32 são constantes 
 
A - converta em ℉ a temperatura de 40℃; 
40ºC x 1,8 = 72. 72 + 32 = 104°F 
 
B - converta em ℃ a temperatura de 77°𝐹; 
77ºF – 32 = 45. 45/1,8 = 25°C 
 
C – determine a temperatura em que as duas escalas indicam o mesmo valor; 
TC-0 / 100 = TF-32 / 180 
x-0 / 5 = x-32 / 9 
003
x / 5 = x -32 / 9 
9x = 5x -(5*32) 
9x = 5x -160 
9x-5x = -160 
4x = -160 
x = -40 
-40°C=-40°F 
06 Quanta água permanece no estado liquido após 𝟓𝟎,𝟐𝒌𝑱 serem transferidos sob forma de calor a partir de 𝟐𝟔𝟎𝒈 de 
água inicialmente em seu ponto de congelamento? 
Dado: calor latente de fusão da água: 333𝐾𝐽/𝐾𝑔 
Q = 50,2 KJ 
M = 260g = 0,26 Kg 
Q = mLf 
Lf = 333KJ/Kg 
50 = m x 333 
m = 50 /333 
m = 0,15 Kg (gelo) 
Mtotal = 0,26 - mgelo = 0,15  0,26 – 0,15 = 0,11 
m·gua = 0,11 Kg ou 110 g 
07 Um termômetro é graduado em uma escala X, adotando-se os valores -10 para o ponto do gelo(fusão do 
gelo) e 110 para o ponto de vapor (ebulição da água sob pressão normal). Estabeleça uma fórmula de 
conversão as indicações de outro termômetro graduado na escala Celsius. 
 
0° - (-10°) = Tc - 0°  10° = Tc  Tc = 8,33°C 
110° -(-10°) 100°- 0° 120° 100° 
08 Um cubo de gelo a 𝟏𝟎𝐠 a −𝟏𝟎℃ é colocado num lago que está a 𝟏𝟓℃. Calcule a variação de entropia do 
sistema quando o cubo atingir o equilíbrio térmico com o lago. O calor especifico do gelo é 𝟎,𝟓𝟎𝐜𝐚𝐥/𝐠.𝐊, 
calor especifico da água é 𝟏𝐜𝐚𝐥/𝐠.𝐊 e o calor latente de fusão do gelo é 𝟖𝟎𝐜𝐚𝐥/𝐠) 
004
 
02 Dois termômetros de gás a volume constante são usados em conjunto. Um deles usa nitrogênio e o outro, hidrogênio. 
A pressão de gás em ambos os bulbos é p3 = 80 kPa. Qual é a diferença da pressão nos dois termômetros, se colocarmos 
ambos em água fervendo? 
Em qual dos termômetros a pressão será mais alta? 
 
 
 
 005
 
Nitrogênio. 
 
 
4 - Em 1964, a temperatura na aldeia siberiana Oymyakon chegou a -71ºC. A que temperatura isso corresponde na 
escala de Fahrenheit?(b) A temperatura mais alta registrada nos Estados Unidos foi de 134∫F, no vale da morte, na 
Califórnia. Qual o valor desta temperatura na escala em Celsius? 
A) B) 
Tf = 1,8 Tc + 32 134 = 1,8Tc + 32 
Tf = 1,8 x (-71 ) + 32 134 - 32 = 1,8Tc 
Tf = - 95,8ºF 102 = 1,8Tc 
Tc = 102 = Tc = 56,7ºC 
 1,8 
 
05 Em que temperatura a leitura da escala Fahrenheit é igual? 
a) duas vezes a da escala Celsius. 
b) metade daquela na escala celsius. 
 
09 Determine a variação no volume de uma esfera de alumínio com um raio inicial de 10 cm quando a esfera é aquecida 
de 0,0ºC para 100ºC? 
Volume da esfera = (4pir³)/3 
 
Volume inicial (Vo) = 4.pi.10³ = 4000pi 
 
∆T=100 
 
∆V = y.∆T.Vo 
 
y = coeficiente de dilatação volumétrica do alumínio = 0,000072 
 
∆V = 0,000072 x 100 x 4000pi = 
 
∆V = 28,8pi cm³ 
 
11 Um furo circular em uma placa de alumínio tem um diâmetro de 2,725cm a 0,000ºC. Qual é o diâmetro do furo 
quando a temperatura da placa é aumentada para 100ºC? 
006
Não foi fornecido o valor de α, o coeficiente de dilatação do alumínio. Consultando um livro de Física encontrei que α = 23. 
10-6 /C°. 
 
 
12 - A 20ºC um cubo de bronze tem 30cm de aresta. Qual é o aumento da área superficial do cubo quando ele é 
aquecido de 20ºC para 75ºC? 
 
 
15 – Uma xícara de alumínio com um volume de 100 cm3 está cheia de glicerina a 22°C. Que volume de glicerina é 
derramado se a temperatura da glicerina e da xícara aumenta para 28°C? (O coeficiente de dilatação volumétrica da 
glicerina é 5,1 x 10-4/°C.) 
 
 
 
 
22 - Uma certa substância tem uma massa por mole de 50g/mol. Quando 314J de calor é adicionado a uma amostra de 
30,0g, a temperatura da amostra sobe de 25°C para 45°C. Quais são (a) o calor específico e (b) o calor específico molar 
desta substância? (c) Quantos moles estão presentes? 
 
a) 
 
 
b) 
 
 
c) 
 
 
24 - Que massa de água permanece no estado líquido depois que 50,2 kJ são transferidos na forma de calor a partir de 
260g de água inicialmente no ponto de congelamento ? 
Dado: calor latente de fusão da água: 𝟑𝟑𝟑𝑲𝑱/𝑲𝒈 
007
 
25 - Calcule a menor quantidade de energia, em Joules, necessária para fundir 130g de prata inicialmente a 15ºC. 
Dados: Ponto de fusão da prata: 1235K; Lf=105KJ/Kg; cprata=236J/Kg.K. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
008