FISÍCA GERAL E EXPERIMENTAL II

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Verifica-se que a temperatura normal do corpo humano é de 36°C. Essa temperatura na escala Kelvin será correspondente em graus Kelvin a:
 R: 309 
A área de uma chapa de aço que possui r= 2m, a sua área superficial será dada pela equação: 
 R: Área = (3,14) * R2. 
A contração superficial de um material, em função da temperatura ocorre quando: 
R: Há a diminuição da temperatura. 
Certo estudante de engenharia, em um laboratório obteve uma para uma dada substância o valor da temperatura correspondente a 104 °F. Esse estudante deverá transformar essa temperatura obtida de 104°F para escala Célsius. O valor obtido pelo estudante na escala Célsius corresponde a: 
 R: 40 
Sabendo-se que o coeficiente de dilatação linear do cobre corresponde a 17x10-6 por graus Célsius, o correspondente valor do coeficiente de dilatação volumétrico será: 
 R: 51x* 10-6 por graus Celsius. 
Pode-se afirmar que um corpo, ao receber ou ceder calor, pode sofrer dois efeitos diferentes. Esses efeitos são: 
 R: Variação de temperatura e mudança de fase. 
Denomina-se calor latente, quando o corpo sofre: 
 R: Apenas a mudança de fase sem haver a variação de temperatura, sendo que a temperatura permanecerá constante. 
A quantidade de calor que devemos retirar de uma massa de 400g de água líquida a 0 °C para que ela se transforme em gelo a 0 °C, sabendo-se que que o calor latente de solidificação Ls= -80 cal/g, será equivalente a: 
 R: 32000 cal 
Observa-se experimentalmente que cada substância necessita de uma quantidade de calor diferente para que um grama dessa substância sofra variação de temperatura de 1 grau Célsius, cuja quantidade é característica de cada substância sendo denominada: 
R: Calor específico. 
Pode-se afirmar que a dilatação real sofrida pelo líquido será dada: 
 R: Pela soma da dilatação aparente do líquido e da dilatação volumétrica sofrida pelo recipiente. 
Verifica-se experimentalmente que o coeficiente de dilatação superficial em relação ao coeficiente de dilatação linear, corresponde ao: 
 R: Dobro do coeficiente de dilatação linear para uma dada substância 
Uma substância encontra-se numa dada temperatura ambiente dada por ta. Quando se aquece essa substância, elevando-se a sua temperatura, obtemos um valor tf. Podemos afirmar que a variação de temperatura será dada por :
 R: tf - ta
O calor específico do ferro é aproximadamente 0,11 cal/g°C. Pode-se afirmar que:
R: Um grama de ferro necessita de 0,11 calorias para elevar a 1 °C a sua temperatura.
No aquecimento de um líquido contido em um recipiente, o líquido irá se dilatar juntamente com o recipiente, ocupar parte da dilatação sofrida pelo recipiente, além da sua própria dilatação. Neste caso denominamos a dilatação sofrida pelo líquido:
R: Dilatação aparente.
Uma placa retangular de alumínio possui 10 cm de largura e 40 cm de comprimento, a temperatura de 20 °C. A área inicial da placa corresponde a:
R: 400 cm2
A capacidade térmica de um grama de água é 1 cal/°C. Isto significa que:
R: Para elevar 1°C a temperatura de 1000 gramas de água são necessárias 1000 calorias.
Quando um corpo sofre dilatação, onde o comprimento, a largura e a espessura são avaliadas, pode-se afirmar que a dilatação será:
R: Volumétrica.
A quantidade de calor recebida ou cedida por um corpo, ao sofrer uma variação de temperatura sem que haja mudança de fase, denomina-se:
R: Calor sensível.
Sabendo-se que o coeficiente de dilatação superficial do alumínio é 46x10-6 por graus Célsius e dada uma placa de alumínio com largura de 10 cm e comprimento de 40 cm a temperatura de 20°C, a área da placa para uma temperatura de 50°C será:
R: 400,552 cm2
No Sistema Internacional de Unidades (S.I) a quantidade de calor é o joule (J), a relação entre caloria e o joule é expressa por:
R: 1 cal = 4,186 J
Dado um corpo qualquer em uma dada temperatura, elevando-se a temperatura desse corpo a 100°C, verifica-se que seu volume aumenta 0,06%. O coeficiente de dilatação volumétrica desse corpo será:
R: 6x10-6 por graus Célsius
Como os líquidos não tem forma definida, estuda-se apenas a sua dilatação:
R: Volumétrica.
Num processo de contração volumétrica, onde a temperatura final é menor que a temperatura inicial, o corpo sofrerá:
R: Uma diminuição do seu comprimento, largura e espessura. 
A capacidade térmica C é uma característica do corpo e não da substância. Para um bloco de chumbo, a partir desse conceito podemos afirmar que: 
R: Diferentes blocos de chumbo tem diferentes capacidades térmicas. 
 
O calor específico do ferro é aproximadamente 0,11 cal/g°C. Pose-se afirmar que: 
R: Uma grama de ferro necessita de 0,11 calorias para elevar 1°C a sua temperatura. 
O coeficiente de dilatação linear do ferro corresponde a 12x10-6°C-1. Para uma dada barra homogênea de ferro com comprimento inicial de 10m 0°C, essa mesma barra irá possuir um comprimento final para uma temperatura de 20°C correspondente a: 
R: O comprimento final da barra será de 10,0024 m. 
R: ) Ao dobro do valor do coeficiente de dilatação linear dado.
A quantidade de calor necessário para aumentar a temperatura de um grama de 14,5°C a 15°C, sob pressão de 1 atm denomina-se: 
R: Caloria. 
Na cozinha de um restaurante há dois caldeirões com água, um a 20°C e outro a 80°C. A quantidade em litros que se deve pegar de cada um para obter, após a mistura, 10L de água a 26°C será respectivamente: 
R: 9L e 1 L 
Um calorímetro contém 90g de água à temperatura ambiente de 25°C. Coloca-se em seu interior um bloco de fero de massa 100g e temperatura de 90°C. Atingindo o equilíbrio térmico, o termômetro acusa 30°C. Sabendo que os calores específicos da água e do ferro são, respectivamente 1,00cal/g°C e 0,11 cal/g°C, a capacidade térmica do calorímetro deverá ser de: 
R: 42 cal/°C. 
No estudo da dilatação dos líquidos é imprescindível levar em conta: 
R: A dilatação do recipiente sólido que contém o líquido. 
A variação do comprimento de uma barra, sendo representado o seu comprimento inicial por Li e seu comprimento final por Lf, a variação do comprimento será dada por:
 R: Lf-Li 
O coeficiente de dilatação linear do ferro corresponde a 12x10-6 por graus Celsius. O valor do coeficiente de dilatação corresponderá: 
R: Ao dobro do valor do coeficiente de dilatação linear dado. 
Dada a equação ∆𝐿 = 𝐿𝑖. 𝛼. ∆∅, utilizada para calcularmos a variação do comprimento. Podemos utilizá-la para determinarmos a variação do comprimento de uma barra metálica, onde o comprimento inicial da barra corresponde a 40m, temperatura inicial de 20°C, temperatura final de 60°C e coeficiente linear de dilatação igual a 24x10-6°C-1. Para o problema dado a variação do comprimento da barra será: 
R: 0,0384m 
O comprimento inicial de uma barra corresponde a 40m para uma temperatura de 20°C e sabe -se que após seu aquecimento até 60°C a mesma sofreu uma variação no valor de 0,0384m com a variação linear. O comprimento final da barra será: 
R: 40,0384 
Pode-se afirmar que a dilatação superficial é aquela que predomina a variação em:
 R: Duas dimensões. 
Um cristal anisotrópico possui nas direções dos eixos x, y e z, ortogonais coeficientes de dilatação linear αx= 1,3x10-5°C-1, αy=2,4x10-5°C-1 e αz = 3,1x10-5°C-1. O coeficiente de dilatação superficial no plano xy será: 
R: 3,7x10-5°C-1 
Um cristal anisotrópico possui nas direções dos eixos x, y e z, ortogonais coeficientes de dilatação linear αx= 1,3x10-5°C-1, αy=2,4x10-5°C-1 e αz = 3,1x10-5°C-1. O coeficiente de dilatação volumétrico ou cúbica do cristal será: 
R: 6,8x10-5°C-1 
Relacionando-se o coeficiente de dilatação linear com o coeficiente de dilatação volumétrico, pode-se afirmar que: 
R: O coeficiente de dilatação volumétrico é igual a três vezes o valor do coeficiente de dilatação linear da dada substância. 
A equação dada ∆𝑉 = 𝑉𝑖. 𝛾. ∆∅, ondeV é o volume, gama o coeficiente de dilatação volumétrica e teta a variação da temperatura representa: 
R: A variação do volume em uma dilatação ou contração volumétrica. 
A dilatação em cabos, fios e barras é um exemplo onde predomina a variação do comprimento, desprezando-se as demais dimensões, em função da elevação da temperatura. Em física quando se analisa a dilatação do material, em apenas uma dimensão denominamos: 
R: Dilatação linear. 
O comprimento inicial de uma barra corresponde a 40m para uma temperatura de 20°C e sabe-se que após o seu aquecimento até 60°C a mesma sofreu uma variação no valor de 0,0384m correspondente a sua variação linear. O valor correspondente ao comprimento final da barra será: 
R: 40,0384 m 
Com relação ao calor específico de uma dada substância, pode-se afirmar que: 
R: O calor específico é uma característica da substância e não do corpo.
James Precott Joule, físico inglês, nasceu em Salford, estudou algum tempo com John Dalton, mas sua formação foi principalmente autodidática. Suas pesquisas se caracterizam principalmente pela importância de se fazerem medidas exatas. Em 1843 determinou a energia mecânica necessária para produzir uma unidade de calor e estabeleceu o: 
R: Equivalente mecânico do calor. 
O vidro “pirex” apresenta maior resistência ao choque térmico do que o vidro comum porque: 
R: Tem baixo coeficiente de dilatação térmica. 
Um recipiente contém 200 cm3 de álcool à temperatura de 30°C. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação cúbica do álcool é 1,1x10-3°C-1, o volume ocupado por esse álcool à temperatura de 50°C será em cm3 correspondente a: 
R: 204,4 
As mudanças de estado como a fusão, a vaporização e a sublimação direta ocorrem com absorção de calor, sendo por isso denominadas: 
R: Endotérmicas. 
 
A tabela abaixo foi obtida a partir do experimento realizado em laboratório para uma dada substância: 
	Massa (g) 
	 
	Capacidade térmica (Cal/°C) 
	25 	 
	 
	12,5 
	50 	 
	 
	25 
	75 	 
	 
	37,5 
O valor do valor específico em cal/g°C para dada substância analisada será
R: 0,50 
Quando se aquece uma chapa com orifício de raio R, observa-se que: 
R: A chapa se dilata como se fosse inteiriça, sendo que o orifício de raio R, se dilata como se se fosse composto pelo mesmo material da chapa. 
A quantidade de calor necessário par aumentar a temperatura de um grama de água de 14,5 °C a 15,5 °C, sob pressão de 1 atm denomina-se:
R: Caloria
Num processo de contração volumétrica, onde a temperatura final é menor que a temperatura inicial, o corpo sofrerá:
R: Uma diminuição do seu comprimento, largura e espessura.
Com relação ao calor específico de uma dada substância, pode-se afirmar que:
R: o calor específico é uma característica da substância e não do corpo.
No estudo da dilatação dos líquidos é imprescindível levar em conta:
R: A dilatação do recipiente sólido que contém o líquido.
Dado um corpo qualquer em uma dada temperatura, elevando-se a temperatura desse corpo de 100°C, verifica-se que seu volume aumenta 0,06%. O coeficiente de dilatação volumétrica desse corpo será:
R: 6x10-6 por graus Celsius.
Sabendo-se que o coeficiente de dilatação superficial do alumínio é 46x10-6 por graus Celsius e dada uma placa de alumínio com largura de 10 cm e comprimento de 40 cm à temperatura de 20°C, a área da placa para uma temperatura de 50°C será:
R: 400,552 cm2
DISSERTATIVAS
Um bloco de alumínio está a uma temperatura t=-15°C e absorve 20kcal. A massa do bloco de alumínio corresponde a 5 kg e sabe-se que o seu calor específico corresponde a c=0,22 cal/g°C. Determine a temperatura atingida pelo bloco de alumínio, sabendo que Q=mc(tf - ti).
R: 
No laboratório de engenharia você dispõe de um bloco metálico com 100 gramas de massa, aquecido a 225 °C, sendo que você o introduz num calorímetro de capacidade térmica desprezível que contém 500 gramas de água a temperatura de 21 °C.
a) Expresse algebricamente a equação geral da calorimetria;
b) Determine o calor específico do metal que constitui o bloco, sabendo-se que o equilíbrio térmico se estabelece a 25 °C.
R: 
 Em um estudo realizado no laboratório, você dispõe de uma chapa de alumínio, cujo coeficiente de dilatação linear corresponde a 23x10-6°C-1, com uma área superficial de Ao = 2,5 m2 a 15°C. Com essas informações determine: 
A variação da área da chapa de Al entre 15°C e 180°C de temperatura; 
 
∆𝑨 = 𝑨𝒐 .𝜷. ∆𝒕 
∆𝑨 = 𝟐, 𝟓 . 𝟒𝟔. 𝟏𝟎−𝟔℃−𝟏. 𝟏𝟔𝟓 
∆𝑨 = 𝟏𝟖𝟗𝟕𝟓.𝟏𝟎−𝟔℃𝟏 
∆𝑨 = 𝟎, 𝟎𝟏𝟖𝟗𝟕𝟓 𝒎𝟐 
A área da chapa quando a temperatura for equivalente a 400°C. 
 
∆𝑨 = 𝑨𝒐 .𝜷. ∆𝒕 
∆𝑨 = 𝟐, 𝟓 . 𝟒𝟔. 𝟏𝟎−𝟔℃−𝟏. 𝟒𝟎𝟎 
∆𝑨 = 𝟒𝟔𝟎𝟎𝟎.𝟏𝟎−𝟔℃−𝟏 
∆𝑨 = 𝟎, 𝟎𝟒𝟔 𝒎𝟐 
Em um estudo no laboratório de física, você e seus colegas querem verificar a validade da equação da calorimetria para o equilíbrio térmico. Para realizar o experimento você coloca 200 g de ferro a 120°C em um recipiente contendo 500g de água a 20°C. Através de uma tabela disponível no laboratório sabe-se que o calor específico da água é 1 cal/gºC. com os dados do problema e conhecendo a equação fundamental da calorimetria dada Q = m.c (Tf-Ti). Calcule a temperatura do equilíbrio térmico, considerando desprezível o calor absorvido pelo recipiente. 
 
𝑄𝑓𝑒𝑟𝑟𝑜 + 𝑄𝑎𝑔𝑢𝑎 0 
𝑚 . 𝑐 ∅𝑓 ∅𝑖) +2(∅ ∅𝑖) 0 
200 .0,114 (𝑇𝑓 − 120) + 500.1(𝑇𝑓 − 20) = 0 
22,80.(Tf -120) + 500.(Tf-20) = 0 
22,80 Tf - 2736 + 500.Tf - 10000 = 0 
22,80 Tf - 2736 + 500.Tf - 10000 = 0 
522,80 Tf + 12736 
Tf 
𝑻𝒇 = 𝟐𝟒, 𝟑𝟔°𝑪 + 
Uma barra de alumínio tem comprimento de 1 metro à temperatura de 25°C. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação linear do alumínio corresponde a 22x106°C-1, calcule o comprimento final da barra quando a sua temperatura se eleva para 45°C. Dados: ∆𝑙 = 𝐿𝑜. 𝛼. ∆𝑡 , sendo ∆𝑙 = 𝐿 − 𝐿𝑜 
 
∆𝒍 = 𝑳𝒐. 𝝏. ∆𝒕 
∆𝒍 = 𝟏 . 𝟐𝟐𝒙𝟏𝟎−𝟔°𝑪.∆𝒕. 𝟐𝟎 
∆𝒍 = 𝟒𝟒𝟎𝒙𝟏𝟎−𝟔°𝑪 
∆𝒍 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟒𝟒 m 
 
∆𝒍 = 𝑳 − 𝑳𝒐 
𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟒𝟒 = 𝑳 − 𝟏 
𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟒𝟒 + 𝟏 = 𝑳 
 
𝑳 = 𝟏. 𝟎𝟎𝟎𝟒𝟒 𝑳 = 𝟒𝟒𝒙𝟏𝟎−𝟓 𝒎 
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Um líquido é aquecido de 0ºC a 50°C, e observa-se na escala do frasco de vidro que o volume passa de 500cm3 para 525cm. Dado 𝛾 = 1𝑥10−5℃−1, determine o coeficiente de dilatação real do líquido. 
R: 
/\V=Vo.Y./\T
/\V=500.10^-5.50
/\V=0,25cm³
líquido
/\V=(525-500+/\V)=25+0,25=500.Y'.50
Y'=0,00101 ºC^-1