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3ª - Lista de Física 2 – Calor Professora Fernanda Lopes Sá 1- A que temperatura a escala Fahrenheit indica uma leitura igual a (a) duas vezes a da escala Celsius e (b) metade da escala Celsius? R: T= 320ºF; -12ºF 2- Suponha que, numa escala de temperatura X, a água ferva a -53,5ºX e congele a -170ºX. Qual o valor de 340 K, na escala X? R= -91ºX 3 - Uma caneca de alumínio de 100 cm3 está cheia de glicerina a 22ºC. Quanta glicerina derramará, se a temperatura do sistema subir para 28ºC? (O coeficiente de dilatação da glicerina é = 5,1x10^{- 4}/ºC.) R= 0.26cm³ 4 – Trilhos ferroviários de aço são colocados quando a temperatura está a 0ºC. Que intervalo deve ser deixado entre os trilhos para que eles se toquem exatamente quando a temperatura atingir 42ºC. (coeficiente de dilatação linear do aço 11x10^{-6}/ºC) 5 – Num dia quente um caminhão tanque foi carregado com 9785 galões de óleo diesel. Ele encontrou tempo frio ao descarregar, 41ºF mais frio. Quantos galões foram entregues? (coeficiente de dilatação volumétrica do óleo 9,5x10^{-4}/ºC) R=9573 galoes 6 – Quando a temperatura de um cilindro metálico vai de 0ºC a 100ºC, seu comprimento aumenta em 0,23%. a) Encontre o aumento percentual na densidade do cilindro. b) De que material é feito? 7 – Um relógio de pêndulo feito de latão é exato a 20ºC. Qual será o erro em segundos por hora com o relógio a 0ºC. R=-0,68s 8 – Qual o volume de uma bola de chumbo a 30ºC, se a 60ºC é 50cm³? 9 – Uma janela de vidro mede exatamente 20x30 cm a 10ºC. De quanto aumenta a sua área, quando a temperatura é 40ºC. R=29cm³ 10 – Um orifício circular numa placa de alumínio tem 2,725cm de diâmetro 0,000ºC. Qual o diâmetro a 100,00ºC. R= 2,731cm 11 - Uma barra de comprimento L0 = 3,77 m e coeficiente de dilatação térmica 25x10^{-6} por grau C é fixada em seus extremos e tem uma rachadura em seu centro. Como consequência de um aumento de temperatura de 32ºC ela se eleva no centro, como mostra a Fig. 15. Determine a elevação x. R= 7,5cm 12 – Quando a temperatura de um cilindro de metal é aumentada de 60 para 100ºC, o seu comprimento aumenta em 0,092%. Identifique o metal. 13 - Um atleta dissipa toda a energia numa dieta de 4.000 Cal/dia. Se fôssemos perder essa energia a uma taxa constante, como poderia essa conversão de energia ser comparada com a de uma lâmpada de 100 W? (100 W correspondem à taxa pela qual a lâmpada converte energia elétrica em luz e calor.) R= P=194W 14 - Calcule o calor específico de um metal a partir dos seguintes dados. Um recipiente feito do metal tem massa 3,6 kg e contém 14 kg de água. Uma peça de 1,8 kg 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. c= 0,098 cal/gºC 15 – Um doce tem um valor nutricional, indicado na embalagem, de 350Cal. Quantos quilowatts- hora de energia fornecerá para o corpo, assim que for digerido? R = 0.407kW.h 16 - Quanto calor é preciso para fazer uma amostra de gelo de massa m=720g a -10ºC passar para o estado líquido a 15ºC? R= 300kJ 17 – Suponha que apliquemos no bloco de gelo da questão anterior apenas 210kJ de calor. Qual será, então, o estado final e a temperatura da água? 18 - Calcule a quantidade mínima de calor exigida para derreter completamente 130 g de prata inicialmente a 16,0ºC. Suponha que o calor específico não varie com a temperatura. R = 42,7 kJ 19 - (a) Dois cubos de gelo de 50 g são colocados num vidro contendo 200 g de água. Se a água estava inicialmente à temperatura de 25ºC e se o gelo veio diretamente do freezer a 15ºC, qual será a temperatura final do sistema quando a água e o gelo atingirem a mesma temperatura? (b) Supondo que somente um cubo de gelo foi usado em (a), qual a temperatura final do sistema? Ignore a capacidade térmica do vidro. R= a) 0ºC b) 2,52ºC 20 – Uma garrafa térmica contém 130cm³ de café quente, à temperatura de 80,0ºC. Nela, você põe uma pedra de gelo de 12,0g, em seu ponto de fusão, para resfriar o café. Quantos graus o café esfria, após o gelo ter derretido? Trate o café como se fosse água pura. R= 13,5ºC 21 – 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 convertido em vapor. A temperatura final do sistema é 100ºC a) Quanto calor foi transmitido para a água? R= 20300cal b) E para panela? R=1110cal c) Qual era a temperatura inicial do cilindro? R= 873ºC
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