Exercicios fisica 2 Fisica 2 SerieVII 09

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F´ısica 2
Se´rie de Exerc´ıcios VII - 10/06/2009
1.
A medic¸a˜o do poder calor´ıfico de um combust´ıvel e´
feita com um calor´ımetro mergulhado em um tan-
que de a´gua dotado de um agitador de poteˆncia
WX = 0, 06 HP que gira durante 20 minutos para
garantir a uniformidade e o controle da tempera-
tura externa. Se a queima do combust´ıvel libera
QC = 300 kcal e o tanque perde Q = 15 kcal para
o ambiente, calcule a variac¸a˜o da energia interna
da a´gua do tanque.
Q
Q
C
W
X
2. Na expansa˜o de um ga´s dentro de um cilindro dotado de pista˜o, o volume muda
de 0,01 para 0,03 m3. Neste processo, a pressa˜o varia de acordo com a equac¸a˜o
p = −4000V + 240, onde p e´ dado em kPa e V em m3.
(a) Calcule o trabalho realizado;
(b) Mostre no plano (p, v) o ca´lculo feito acima;
(c) Calcule o trabalho u´til se existe uma forc¸a de atrito entre o pista˜o eo cilindro
iguala a 600 N, e a a´rea do pista˜o e´ 0,04 m2.
3. Um bloco de 22 kg de cobre e´ mergulhado em um tanque isolado contendo a´gua a 20 oC.
A temperatura inicial do cobre e´ 60 oC, e a temperatura final de equil´ıbrio do cobre e
da a´gua do tanque e´ 20,80 oC. Calcule o volume inicial de a´gua contida no tanque.
4.
Devido ao aˆngulo de incideˆncia e a` reflexa˜o, uma chapa
de metal absorve apenas 60% da radiac¸a˜o solar inci-
dente de 700 W/m2, e dissipa o calor em contato com
o ar a 25oC. Se o coeficiente de troca de calor por con-
vecc¸a˜o da chapa com o ar e´ 50 W/m2 oC, calcule a
temperatura da chapa.
Radiação solar
incidente de 700 W/m2
Isolamento
térmico
Convecção para o
ar ambiente a 25 oC
Chapa metálica
5. Uma usina a vapor com poteˆncia l´ıquida de 150 MW consome carva˜o a um taxa de
60 tons/h. Se o carva˜o libera na combusta˜o 30.000 kJ/kg(poder calor´ıfico do carva˜o),
determine a eficieˆncia global da usina.
6.
Os ciclos I e II operam entre as mesmas tem-
peraturas T1 e T2 e as variac¸o˜es de entro-
pia tambe´m sa˜o as mesmas. Calcule e com-
pare(igual, menor ou igual) os rendimentos dos
ciclos I e II.
T
2
T
2
T
1
T
1
S
1
S
2
S
1
S
2
I
II