EC4 Física IIIE

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4. Lista Exercícios - Física III E
1) Dilatação termica- Uma haste de aço tem um diâmetro de 3000 cm a 25°C. Um anel de latão tem um diâmetro interno de 2999 cm a 25°C. Em que temperatura comun será possìvel passar o anel pela haste?
2) O gás ideal- Uma bolha de ar de 19,4 cm3 de volume está no fundo de um lago com 41,5 m de profundidade, onde a temperatura é de 3,80ºC. A bolha sobe até a superfície, que está à temperatura de 22,6ºC. Considere que a temperatura da bolha é a mesma da água à sua volta e determine o seu volume no instante imediatamente anterior à chegada da bolha à superfície. 
3) Dilatação volumétrica- Um cubo de alumínio de 20 cm de aresta flutua em mercúrio. De quanto mais o cubo afunda quando a temperatura aumenta de 270 para 320 K? (O coeficiente de dilatação volumétrica do mercúrio é 1,8x10-4/ºC.)
4) Transferência de calor- Gelo se form em um pequeno lago raso, atingindo um regime permanente com o ar acima do gelo a -5,20ºC e o fundo do lago a 3,98ºC. Se a profundidade total do gelo + água é de 1,42 m, qual a espessura do gelo? (Suponha que as condutividades térmicas do gelo e da água sejam, respectivamente, 1,67 W/m·K e 0,502 W/m·K.)
5) Capacidade térmica- Uma chaleira de alumínio de 0,560 kg de massa contém um elemento de aquecimento de 2,40 kW. Ela é cheia com 0,640 l de água a 12,0ºC. Quanto tempo levará (a) para iniciar a ebulição e (b) para a chaleira secar? (Suponha que a temperatura da chaleira não ultrapasse 100ºC em nenhum instante.)
6) Primeira lei da termodinâmica- Na figura de lado, suponha os seguintes valores: pi=2,2×105Pa, pf=1,6×105Pa, Vi=0,0120 m3, Vf=0,0270m3 ,n=1 mol.
Determine os valores de Q, W e Q + W, para cada um dos três caminhos mostrados. (Sugestão: determine P, V, T nos pontos A, B, C. Suponha um gás ideal monoatômico.)
7) Um motor processa 1,00 mol de um gás ideal monoatômico de acordo com o ciclo mostrado na figura. O processo AB se desenvolve a volume constante, o processo BC é adiabático e o processo CA desenvolve-se a pressão constante. (a) Calcule o calor, a variação de enrgia interna e o trabalho para cada um dos três processos e para o ciclo como um todo. (b) Se a pressão inicial do ponto A é de 1,00 atm, determine a pressão e o volume nos pontos B e C.