Lista 1 - Parte B

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Disciplina: GEE028 Óptica e Termodinâmica 
Lista de Exercícios N01 (Parte B) 
Problemas: 
1. Quanto de água permanece sem se congelar após se transferirem 50,2 KJ sob a forma de 
calor de 260 g de água líquida inicialmente no seu ponto de congelamento? (Sendo o calor de 
fusão da água Lf= 333 KJ/Kg). 
2. O calor específico de uma substância varia com a temperatura de acordo com c=0.20 + 0.14 
T + 0,023 T
2
, com T em 
0
C e c em cal/gK. Encontre a energia necessária para elevar a 
temperatura de 2,0 g desta substância de 5,0 
0
C para 15 
0
C. 
3. (a) Dois cubos de gelo de 50 g são mergulhados em 200 g de água em um recipiente isolado 
termicamente. Se a água estiver inicialmente a 25 
0
C e o gelo vier diretamente de um freezer a 
-15 
0
C, qual a temperatura final da bebida quando ela atinge o equilíbrio térmico? (b) Qual a 
temperatura final se for usado apenas um cubo de gelo? 
4. Uma amostra de gás se expande a partir de uma pressão e um volume iniciais de 10 Pa e 1 
m
3 
para um volume final de 2 m
3
. Durante a expansão, a pressão e o volume são obtidos pela 
equação p=aV
2
, em que a= 10 N/m
8
. Determine o trabalho realizado pelo gás durante a 
expansão. 
5. Uma amostra de gás se expande de 1.0 m
3
 para 4 m
3
 enquanto sua pressão diminui de 40 
Pa para 10 Pa. Quanto trabalho é realizado pelo gás se a sua pressão varia com o volume 
passando por cada uma das três trajetórias mostradas no diagrama p-V da Fig.1? 
6. Quando um sistema é levado do estado i para o estado f ao longo da trajetória iaf (Fig. 2), 
Q= 50 cal e W= 20 cal. Ao longo da trajetória ibf, Q=36 cal. (a) Qual o valor de W ao longo da 
trajetória ibf? (b) Se W=-13 cal para a trajetória de volta fi, qual será Q para esta trajetória? (c) 
Considere Eint,i= 10 cal. Qual é Eint,f? (d) Se Eint,b= 22 cal, qual o valor de Q para a trajetória ib e 
para a trajetória bf? 
 
 
 
 
 
 Fig.1 Fig.2 
7. Usa-se um pequeno aquecedor elétrico de imersão para ferver 136 g de água para uma 
xícara de café instantâneo. O aquecedor está especificado para 220 Watts. Calcule o tempo 
necessário para se trazer essa água de 23,5
0 
C ao ponto de ebulição, ignorando quaisquer 
perdas de calor. 
8. Calcule o trabalho realizado sobre n moles de um gás de van der Waals em uma expansão 
isotérmica do volume Vi para Vf. {Lembre-se que a equação de estado dos gases de van der 
Waals é } 
9. Um atleta precisa perder peso e decide fazê-lo praticando halterofilismo. (a) Quantas vezes 
um peso de 80 Kg precisa ser levantado à distância de 1,00 m para queimar 3500 cal de 
gordura? (b) Se o peso for levantado uma vez a cada 2 s, quanto tempo levará para queimar tal 
quantidade de gordura? 
10. Formou-se gelo em um chafariz e foi alcançado o estado estacionário, com ar acima do 
gelo a -5 
0
C e o fundo do chafariz a 4 
0
C. Se a profundidade total do gelo + água for 1.4 m, qual 
a espessura do gelo? Suponha que as condutividades térmicas do gelo e da água sejam 0.40 e 
0.12 cal/m
0
Cs, respectivamente.