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UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE - EEIMVR - VCE 
LISTA DE FÍSICA III - Verão 2018 - PROF. DILSON 
 
 
1- 1. Um lingote de aço acaba de ser produzido na 
etapa de lingotamento de uma usina siderúrgica. 
Ele possui 5,0 m de comprimento, 30 m de 
espessura e 1,0 m de largura. Se ele sai a 700 
o
C, 
qual seria, aproximadamente, a massa de água 
(inicialmente a 20 
o
C) que deve ser utilizada para 
refrigerá-lo até 100 
o
C? (Dica: assuma que toda a 
água utilizada acabará virando vapor e use ρaço = 
7, 8103 kg/m
3
, caço = 470 J/kg K e cágua = 4190 
J/kg K). 
2- 
 
3- Mostre que a taxa radial de fluxo de calor em 
uma substância de condutividade térmica k, entre 
duas superfícies esféricas concêntricas, é dada por 
 
A superfície esférica interna tem raio r1 e 
temperatura T1, enquanto a externa, tem raio r2 e 
temperatura T2. 
4- Uma chapa condutora de calor, de seção reta A 
e comprimento L, é mantida em contato em seus 
extremos com dois reservatórios de calor de 
temperaturas T1 (no extremo esquerdo) e T2 (no 
direito), sendo T1 > T2. Por outro lado, a constante 
de condutividade térmica deste material varia 
linearmente ao longo de seu comprimento, 
assumindo os valores sendo k1 na extremidade da 
esquerda e k2 na extremidade da direita com 
k2 < k1. Determine a taxa de calor transportada ao 
longo do comprimento desta chapa, no regime 
estacionário. 
5- Na figura um fluxo calórico atravessa 
longitudinalmente um tronco de cone circular reto 
de condutividade térmica constante κ, raio menor 
a, raio maior b e comprimento L. Calcule, em 
função dos parâmetros do problema, a taxa de 
calor no regime estacionário através do material. 
Considere que Tb > Ta, sendo Ta e Tb 
temperaturas constantes nas faces do cone. 
 
 6- Um fluido homogêneo pode passar de um 
estado inicial i a um estado final f no plano PV 
através de dois caminhos diferentes, representados 
por iaf e ibf no diagrama indicador (ver figura). A 
diferença de energia interna entre os estados 
inicial e final é 50 J. O trabalho realizado pelo 
sistema na passagem de i para b é de 100 J. O 
trabalho realizado pelo sistema quando descreve o 
ciclo iafbi é de 200 J. A partir destes dados, 
determine, em magnitude e sinal: (a) a quantidade 
de calor Qibf , associada ao caminho ibf; (b) o 
trabalho Wiaf ; (c) a quantidade de calor Qiaf 
associada ao caminho iaf; (d) o trabalho Wfci e a 
quantidade de calor Qfci associados ao caminho 
fci. 
 
7-. Um gás ideal inicialmente no estado 
termodinâmico (Pi, Vi, Ti) sofre uma série de 
transformações termodinâmicas através do ciclo 
mostrado na figura abaixo. (a) Encontre o trabalho 
feito pelo gás ao longo deste ciclo. (b) Qual a 
energia líquida adicionada na forma de calor ao 
longo do ciclo? 
 
8- 
 
9- 
 
 
10- Quando um sistema vai do estado a até o 
estado b (ver figura) pelo caminho acb, um calor 
igual a 90,0 J flui para o interior do sistema, e um 
trabalho de 60,0 J é realizado pelo sistema. (a) 
Qual é o calor que flui para o interior do sistema 
pelo caminho adb, sabendo que o trabalho 
realizado pelo sistema é igual a 15,0 J? (b) 
Quando o sistema retorna de b para a pelo 
caminho encurvado, o valor absoluto do trabalho 
realizado pelo sistema é igual a 35,0 J. O sistema 
absorve ou libera calor? Qual é a quantidade desse 
calor? (c) Sabendo que Ua = 0 e Ud = 8,0 J, 
calcule os calores absorvidos nos processos ad e 
db.

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