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FENÔMENOS DE TRANSPORTE 
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Notas de Aula – Não dispensa o uso do livro texto adotado pela Universidade. 
Prof. Rodolfo – Mestre em Tecnologia 
TERCEIRA LISTA DE EXERCÍCIOS SELECIONADOS 
 
Ref. Unidades 4 e 5- Termodinâmica. 
 
1- Por que a elevação da temperatura de um corpo usualmente faz com que ele se 
dilate? 
2- Defina as grandezas abaixo e, para cada uma, apresente sua unidade no SI e 
outra mais usual: (a) capacidade térmica; (b) calor específico e (c) calor latente. 
3- Por que razão estruturas de construção civil, como pontes e prédios, costumam 
apresentar vãos? 
4- Para abrirmos um vidro de maionese cuja tampa de metal esteja muito aperta-
da, deve-se aquecer ou resfriar a tampa? Justifique. 
5- Joãozinho colocou uma garrafa com água no congelador para ela gelar mais de-
pressa. Só que ele esqueceu... E a garrafa se quebrou. Por quê? 
6- Uma tira de aço e outra de cobre estão presas lado a lado, formando uma tira 
bimetálica, para ser usada como elemento de controle de um termostato. A tira 
bimetálica se encurva ao ser aquecida. Qual das tiras (a de aço ou a de cobre) fica 
na parte interna da curva? 
7- Quando estamos à beira-mar, sentimos uma brisa que sopra do mar para a terra 
durante o dia (viração) e em sentido contrário a noite e de madrugada (terral). Ex-
plique detalhadamente. 
8- Em uma geladeira: (a) por que é necessário o degelo periódico? (b) por que o 
congelador costuma ficar na parte superior? (c) por que as prateleiras não são in-
teiriças (e os manuais recomendam não cobri-las)? 
9- Faça um desenho de uma garrafa térmica e explique as razões da escolha do 
material do qual é feita a garrafa, da existência de paredes duplas evacuadas e da 
parede espelhada. 
10- Quando se passa álcool na pele, sente-se que ela esfria naquele local. Explique. 
 
11- Em um termômetro a álcool a grandeza termométrica é a altura da coluna do 
álcool no capilar. Seus pontos fixos são: 10 cm para o ponto de fusão do gelo e 20 
cm para o ponto de vapor. Estabeleça a equação termométrica da temperatura em 
função da altura. 
R: 
 
 
 . 
12- Um termômetro clínico possui um tubo capilar de 8 cm de comprimento, para o 
qual se estabelecem divisões de um em um centímetro, cada ma correspondendo a 
uma variação de temperatura de 1ºC. A máxima temperatura indicada no termô-
metro é de 42ºC. (a) Qual é a menor temperatura que pode ser medida com ele? 
(b) Escreva uma equação termométrica, da temperatura em função do comprimen-
to. 
R: 34ºC; . 
13- Um termômetro mal construído assinala +1ºC no ponto do gelo e 99ºC no pon-
to de vapor d’água. (a) Obtenha uma equação de correção para esse termômetro. 
(b) Qual é o valor correto da temperatura (na escala Celsius), correspondente à 
leitura de 25,5ºC em sua escala? 
R:
49
1
50

 EC

;25ºC. 
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14- O piloto de um vôo internacional anunciou, quando do início dos procedimentos 
de descida no aeroporto de Londres, que a temperatura local era de 86º Fahre-
nheit. Qual a temperatura correspondente na escala Celsius? 
 R: 30ºC. 
15- A relação entre duas escalas X e Y é dada pelo gráfico: 
 
Determine: (a) uma equação de conversão entre as escalas X e Y; (b) a temperatu-
ra 
Y
 indicada no gráfico. 
R: 
10
3
 Y
X 

; 10º. 
16- Tem-se 5 mols de moléculas de um gás ideal a 27ºC e sob pressão de 5 atmos-
feras. Determine o volume ocupado por esse gás. 
R: 24,6 l. 
17- Determine a pressão exercida por 3 mols de moléculas de um gás perfeito à 
temperatura de 47ºC que ocupa um volume de 30 litros. 
R: 2,6 atm. 
18- Determine o volume molar de um gás perfeito sob condições normais de tem-
peratura e pressão. 
R: 22,4 l. 
19- Tem-se 24,6 litros de oxigênio (molécula-grama de 16g) a -123ºC, sob pressão 
de 4 atmosferas. Determine para o gás: (a) o número de mols; (b) a massa; (c) o 
volume molar do oxigênio, nessas condições. 
R: 8 mols; 128g; 3,1 l. 
20- Sob pressão de 4,5 atmosferas e temperatura de 177ºC, 80 gramas de certo 
gás ideal ocupam o volume de 164 litros. Determine: (a) a molécula-grama do gás; 
(b) o número de mols de moléculas do gás; (c) o número de moléculas do gás con-
tidas no volume considerado; (d) o volume molar do gás nas condições de pressão 
e temperatura consideradas. 
R:4g; 20 mols; 1,2 X 1025; 8,2 l. 
21- Um recipiente fechado, à temperatura de 177ºC, abriga 5 mols de moléculas de 
um gás ideal que exerce pressão de 3 atmosferas. Se o recipiente for aquecido até 
a temperatura de 227ºC, qual o número de mols que deve escapar para que o gás 
continue a exercer a mesma pressão? 
R:0,5 mol. 
22- Sob pressão de 5 atmosferas, certa massa de gás perfeito ocupa o volume de 
50 litros, à temperatura de – 173ºC. Responda: (a) Sob que pressão o gás passa a 
ocupar um volume de 100 litros, quando sua temperatura for modificada para 
127ºC? (b) Em que temperatura o volume do gás será de 20 litros, se a pressão for 
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modificada para 2 atmosferas? (c) Que volume o gás passará a ocupar se a tempe-
ratura for alterada para -73ºC e a pressão para 4 atmosferas? 
R: 10 atm; -257ºC; 125 l. 
23- O gráfico representa uma transformação isotérmica sofrida por certa massa de 
gás perfeito. Determine: (a) o volume V2; (b) a pressão p3. 
 
R: 1,2 l; 1 atm. 
24- Dois recipientes contêm gás hélio à mesma temperatura. O recipiente I tem 
volume V e contém “n” moléculas. O recipiente II tem volume 3V e contém 3”n” 
moléculas. Determine a razão entre as pressões nos recipientes (pII/pI). 
R: 1. 
25- Um cilindro metálico, fechado com tampa, contém 6 mols de ar à pressão de 4 
atmosferas na temperatura ambiente. Abre-se a tampa do cilindro. Depois de seu 
conteúdo ter entrado em equilíbrio termodinâmico com o ambiente, qual é o núme-
ro de mols que permanecerá no cilindro? Admite-se o ar como gás ideal. 
R: 1,5 mols. 
Os problemas a seguir podem utilizar os seguintes valores: 
 
Material  (10-6/ºC) 
Chumbo 29 
Alumínio 24 
Bronze (liga de cobre e esta-
nho) 
19 
Latão (liga de cobre e zinco) 19 
Cobre 17 
Aço (liga de ferro e carbono) 11 
Vidro (comum) 9 
Vidro (pirex) 3,2 
Invar (liga de aço e níquel) 0,7 
 
26- Um mastro de bandeira, de alumínio, mede 33,00 m de altura. De quanto seu 
comprimento será alterado, se houver um aumento de temperatura de 15ºC? 
R:1,2 cm. 
27- O coeficiente de dilatação linear de uma liga de cobre é  = 18 x 106/°C. Qual 
seria o valor desse coeficiente se passarmos a usar: (a) a polegada no lugar do 
centímetro, como unidade de comprimento? (b) a escala Fahrenheit no lugar da 
Celsius? (c) a escala Kelvin no lugar da Celsius? 
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28- Um furo circular numa chapa de alumínio tem 2,725 cm de diâmetro a 0ºC. 
Qual será seu diâmetro quando a temperatura da chapa aumentar para 100ºC? 
R: 2,731 cm. 
29- Os trilhos de aço de uma ferrovia foram colocados quando a temperatura era 
de 0ºC. Que vão deve ser deixado entre os trilhos para que eles se toquem apenas 
quando a temperatura subir para 42ºC? Cada trilho tem 12,0 m de comprimento 
inicial. 
R: 5,5mm. 
30- Um bastão é medido por uma régua de aço à temperatura ambiente de 20ºC 
tendo 20,000 cm de comprimento. Ambos, bastão e régua,são colocados num for-
no a 270ºC, onde o bastão mede agora 20,100 cm na mesma régua. Qual o coefici-
ente de dilatação térmica do material de que é feito o bastão? 
R: 31 x 10-6/ºC. 
31- Uma janela de vidro mede “exatamente” 1 m x 2 m, a 10ºC. De quanto centí-
metros quadrados sua área aumentará, quando a temperatura for de 40ºC? 
R: 11 cm2. 
32- Qual o volume de uma bola de chumbo a 30°C, se o volume da bola a 60°C For 
50 cm3? 
R: 49,9 cm3. 
33- Uma taça de alumínio, com capacidade de 300 mL a 20ºC, está cheia de um 
líquido cujo coeficiente de dilatação volumétrica vale 2,0 x 10
4/ºC. No caso da tem-
peratura se elevar para 40ºC, calcule: (a) a quantidade de líquido transbordada; 
(b) o maior coeficiente de dilatação volumétrica que o líquido deveria ter para não 
haver transbordamento. 
R: 0,77ml; 72 x 10-6/ºC. 
34- Mostre que a variação de área A da superfície de um corpo de área inicial A0, 
cuja temperatura varia de T, é dada por: A = 2 A0
 T, onde  é o coeficiente de 
dilatação linear do material do qual o corpo é constituído. Usualmente, 2 é cha-
mado de coeficiente de dilatação superficial desse material. 
35- No dia 9 de abril de 2003, um posto de gasolina recebeu cinco mil litros de ga-
solina (1,2 x 10-3ºC-1) num dia em que a temperatura era de 35ºC, pagando 
R$ 1,26 por litro. Com a chegada de uma frente fria, a temperatura ambiente bai-
xou para 15ºC, mantendo-se sem oscilações significativas até que toda a gasolina 
fosse vendida, a R$ 1,96 por litro. Calcule: (a) o quanto o dono do posto lucraria, 
se a temperatura permanecesse em torno dos 35°C; (b) a variação de volume da 
gasolina; (c) o quanto o dono do posto deixou de lucrar. 
R:R$3500,00; 120l; R$92,40. 
 
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Os problemas a seguir podem utilizar os seguintes valores: 
 
Combustível Calor de combus-
tão 
Álcool etílico (etanol) 6,4 kcal/g 
Álcool metílico (meta-
nol) 
4,7 kcal/g 
Carvão vegetal 7,8 kcal/g 
Gás hidrogênio 28,7 kcal/g 
Gás natural 11,9 kcal/g 
Gasolina 11,1 kcal/g 
Óleo diesel 10,9 kcal/g 
Querosene 10,9 kcal/g 
TNT 3,6 kcal/g 
 
36- Um atleta vigoroso pode usar toda a energia de uma dieta de quatro mil 
calorias médicas por dia. Se ele tivesse de usar toda esta energia a uma taxa 
constante, como a sua taxa de uso de energia se compararia com a potência de 
uma lâmpada de 100 W? 
R: 1,94. 
37- Qual a relação entre as massas de metanol e de gasolina para a liberação da 
mesma quantidade de calor? Sugestão: consulte a tabela com o calor de combustão 
de cada um. 
R: 2,4. 
 
Os problemas a seguir podem utilizar os seguintes valores: 
 
SUBSTÂNCIA CALOR ESPECÍFICO 
Água 1,00 cal/gºC 
Gelo 0,50 cal/gºC 
Vapor d’água 0,45 cal/gºC 
Alumínio 0,22 cal/gºC 
Vidro 0,20 cal/gºC 
Ferro 0,11 cal/gºC 
Cobre 0,093 cal/gºC 
Prata 0,056 cal/gºC 
Mercúrio 0,033 cal/gºC 
 
38- Fornecendo 500 cal a um corpo de 200 g, sua temperatura passa de 20ºC para 
30ºC. Calcule (a) a capacidade térmica do corpo e (b) o calor específico da subs-
tância que constitui o corpo. 
R: 50 cal/ºC; 0,25 cal/gºC. 
39- Uma certa substância possui uma massa por mol de 50,0 g/mol. Quando se 
acrescenta 314 J sob a forma de calor a uma amostra de 30,0 g, sua temperatura 
se eleva de 25,0°C para 45,0°C. Qual (a) o calor específico e (b) o calor específico 
molar desta substância? 
R: 0,125 cal/gºC; 6,25 cal/molºC. 
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40- (UFRJ 2000) Sabemos que no verão, sob sol a pino, a temperatura da areia da 
praia fica muito maior do que a da ·água. Para avaliar quantitativamente este fe-
nômeno, um estudante coletou amostras de massas iguais de água e de areia e 
cedeu a cada uma delas a mesma quantidade de calor. Verificou, então, que en-
quanto a temperatura da amostra de areia sofreu um acréscimo de 50°C, a tempe-
ratura da amostra de água sofreu um acréscimo de apenas 6°C. Considere o calor 
específico da água 1,00 cal/g °C. Calcule o calor específico da areia. 
R: 0,12 cal/g ºC. 
41- Quantos gramas de gás natural são gastos, no mínimo, para levar à fervura um 
litro de água inicialmente a 16,7ºC, admitindo que a porcentagem de perda de ca-
lor de combustão para a atmosfera é de cerca de 30%. 
R: 10g. 
42- Um certo sujeito está sob severa dieta alimentar que só lhe permite ingerir mil 
quilocalorias por dia. Numa festa, ele tomou alguns aperitivos e ingeriu mil quiloca-
lorias a mais. Raciocinou então que o excesso poderia ser compensado bebendo 
água gelada, pois estando a água a 11ºC e seu corpo a 36ºC, ele queimaria suas 
reservas de gordura para levar a água ingerida à temperatura do seu corpo. O ex-
cesso de água não o preocupava, pois seria eliminado naturalmente. Por esse raci-
ocínio, quantos litros de água gelada ele precisaria ingerir? 
R: 
 
43- Um pequeno aquecedor elétrico de imersão é usado para aquecer 100 g de 
água para uma xícara de café instantâneo. O aquecedor está rotulado com "200 
watts", o que significa que ele converte energia elétrica em energia térmica nessa 
taxa. Calcule o tempo necessário para levar toda esta água de 23°C para 100°C, 
ignorando quaisquer perdas de calor. 
R: 2 min e 41 s. 
44- Um ovo recém cozido em água fervente é colocado dentro de um copo com 
200 g de água a 20°C. Sabendo que a massa do ovo é 50 g e que a temperatura 
final da água é 35°C, avalie o calor específico do ovo. 
R: 0,92 cal/gºC. 
45- Um bloco de 300 g de cobre é aquecido até a temperatura de 88ºC. A seguir, é 
colocado em 500 g de água, contidos em um calorímetro de alumínio que está à 
temperatura de 25ºC. O equilíbrio térmico se estabelece a 28ºC. Determine a mas-
sa do calorímetro. 
R: 0,26 kg. 
 46- Um ferreiro aquece uma ferradura com 300 g de massa e, em seguida, a res-
fria num balde que contém 5,0 L de água a 30ºC. Após a ferradura entrar em equi-
líbrio térmico com a água, verifica-se que a temperatura do conjunto atinge 34ºC. 
Despreze a capacidade térmica do balde. A que temperatura a ferradura foi aqueci-
da? 
R: 640ºC. 
 47-Temos um corpo de 1,0 kg de massa, calor específico de 0,15 cal/gºC e inicial-
mente a uma temperatura de 20ºC. Um segundo corpo, de massa 300 g, calor es-
pecífico 0,30 cal/gºC e temperatura de 60ºC, é colocado em contato com o primei-
ro. Supondo que não ocorra mudança de estado e que o sistema seja termicamente 
isolado, calcule a temperatura final de equilíbrio térmico. 
R: 35ºC. 
48- Calcule a quantidade de calor necessária para transformar 200 g de gelo a 0ºC 
em água a 20ºC, sob pressão normal. 
R: 20 kcal. 
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49- Calcule o calor necessário para transformar 100 g de gelo a 20ºC em vapor a 
140ºC, sob pressão normal. 
R: 74,8 kcal. 
50- (Unicamp 2000) Um escritório tem dimensões iguais a 5 m x 5 m x 3 m e pos-
sui paredes bem isoladas. Inicialmente a temperatura no interior do escritório é de 
25oC. Chegam então as 4 pessoas que nele trabalham, e cada uma liga seu micro-
computador. Tanto uma pessoa como um microcomputador dissipam em média 
100 W cada na forma de calor. O aparelho de ar condicionado instalado tem a ca-
pacidade de diminuir em 5oC a temperatura do escritório em meia hora, com as 
pessoas presentes e os micros ligados. A eficiência do aparelho é de 50%. Conside-
re o calor específico do ar igual a 1,0 kJ/kg oC e suadensidade igual a 1,2 kg/m3. 
(a) Determine a potência elétrica consumida pelo aparelho de ar condicionado. 
(b) O aparelho de ar condicionado é acionado automaticamente quando a tempera-
tura do ambiente atinge 27oC, abaixando-a para 25oC. Quanto tempo depois da 
chegada das pessoas no escritório o aparelho é acionado? 
R: 2,1 kW; 3 min e 45 s. 
51- Um corpo, de massa 5 kg, constituído de uma substância de calor específico 
0,2 cal/gºC, cai de uma altura de 200 metros, chocando-se contra o solo inelasti-
camente. Considerando-se que não há resistências ao movimento e supondo-se 
que, da energia mecânica dissipada, 80% é absorvida pelo corpo sob a forma de 
calor, determine: (a) a energia cinética do corpo ao chegar ao solo; (b) a energia 
absorvida pelo corpo após o choque; (c) a elevação de temperatura sofrida pelo 
corpo. 
R: 9,8 x 103J; 7,84 x 103J; 1,9ºC. 
52- No momento em que se choca contra uma parede, uma bala de chumbo tem 
velocidade de 100 m/s. A bala fica incrustada na parede, absorvendo, na forma de 
calor, 60% da energia mecânica que se dissipa. O calor específico do chumbo é 
0,03 cal/gºC. Determine a elevação de temperatura sofrida pela bala. 
R:23,9ºC. 
53- Num frasco, há uma mistura dos gases hélio, cuja molécula-grama é 4 g, e 
nitrogênio, cuja molécula-grama é 28 g, considerados como sendo gases ideais, à 
temperatura de 627ºC. Determine: (a) a energia cinética média por molécula des-
ses gases; (b) a velocidade média das moléculas desses gases. 
R: 1,9 x 10-20J; 2,4 x 103; 
8,95 x 102 m/s. 
54- Certa quantidade de gás ideal ocupa volume de 0,2 m3 sob pressão de 2 x 105 
N/m2. Determine: (a) a energia cinética total de suas moléculas; (b) a variação da 
energia cinética total das moléculas contidas em 3 mols de moléculas do referido 
gás ao sofrer uma variação de temperatura igual a 200ºC. 
R: 6 x 104J; 7,5 x 103J. 
55- Uma quantidade de 5 mols de moléculas de um gás perfeito monoatômico sofre 
uma elevação de 500ºC em sua temperatura. Determine a variação de energia in-
terna sofrida pelo gás. 
R: 3,1 x 104J. 
56- Sob pressão constante de 3 x 105Pa, o volume de um gás ideal varia de 0,5 m3 
para 0,2 m3. Determine o trabalho no processo. 
R: -9 x 104J. 
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57- A temperatura de 5 mols de moléculas de um gás perfeito varia de 5ºC para 
100ºC sob pressão constante. Determine o trabalho no processo e caracterize se 
ele é realizado pelo ou sobre o gás. 
R: 3,9 x 103J pelo gás. 
58- A pressão e o volume de um gás ideal variam numa transformação termodinâ-
mica AB como indica o gráfico mostrado. Determine o trabalho no processo, indi-
cando se ele é realizado pelo ou sobre o gás. 
 
R: 6 x 104J pelo gás. 
59- Num processo termodinâmico, certa quantidade de gás perfeito se expande 
realizando trabalho de 80J, ao receber 200J de calor de uma fonte. Determine a 
variação de energia interna sofrida pelo gás. 
R: 120J. 
60- Um gás ideal é aquecido durante uma hora por uma fonte de potência de 5 W. 
Durante esse intervalo de tempo o gás sofre expansão, realizando trabalho de 5 x 
103J. Determine a variação de energia interna sofrida pelo gás. 
R:1,3 x 10
4
J.