Area 1 Lista 3

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FIS01038 
FÍSICA PARA CIÊNCIAS BIOLÓGICAS 
2018/1 
 
Área 1 - Lista 3 
Dilatação, Calor específico e Calor Latente 
 
 
1 – Um cubo é aquecido até 100 0C e, nessa 
temperatura, o volume do cubo é de 20 cm3. 
Determine a aresta do cubo a (a) 100 0C e a (b) 20 0C. 
 
2 – Os coeficientes de dilatação volumétrica da água 
e do vidro valem 207 x 10-6 / K e 4,0 x 10-6 / K , 
respectivamente. Um litro de água é colocado em 
copo de vidro graduado em mL (mililitros) a 
temperatura ambiente de 20 0C e, a seguir, é 
aquecido até 100 0C, o que faz com que tanto a água 
quanto o vidro dilatem. Lembre que uma cavidade 
dentro de um material dilata-se da mesma forma 
como se o volume da cavidade estivesse preenchido 
com este mesmo material. (a) Desprezado a 
dilatação do vidro, deveria ser a leitura do volume 
na escala do copo de vidro? (b) Determine a variação 
do volume interno do copo de vidro. (c) Com qual 
precisão pode-se confiar na leitura da escala deste 
copo graduado? Resp: (a) 16,6 mL; (b) 0,3 mL; (c) 2%. 
 
 
CALOR – O chamado Calor sensível – Q – caracteriza 
o trânsito de energia entre os corpos devido às 
diferenças de temperatura existentes entre eles, 
levando à alteração das temperaturas dos corpos. 
Matematicamente, o Calor sensível é dado por 
Q = c m T 
onde: c é o calor específico do material, 
m é a sua massa e 
T = TFINAL – TINICIAL 
é a variação de temperatura sofrida pelo material. 
O chamado Calor latente – QL – caracteriza o trânsito 
de energia onde um dos corpos muda de estado 
físico mantendo sua temperatura constante. 
Matematicamente, o Calor latente é dado por 
QL = L m 
onde: L é o calor latente do material e 
m é a massa de material que sofre a 
mudança de estado. 
Em um sistema fechado, a 
soma de todas as trocas de 
calor entre os corpos é nula. 
Dados 
Material Calor específico ( [c] = J/(kg K) ) 
Água (de 0 0C a 100 0C) 4186 
Gelo (de – 10 0C a 0 0C) 2093 
Calor latente de fusão ( [L] = kJ/kg ) 
Água (273 K) 334 
 
3 – Em um recipiente termicamente isolado, 20 g 
de água a 15 0C são misturados com 40 g de água a 
60 0C. Calcule a temperatura de equilíbrio da 
mistura. Calor específico da água = 4186 K/(kg K). 
 
4 – Em um recipiente termicamente isolado, 20 g de 
água a 15 0C são misturados com 40 g de metanol a 
60 0C. Calcule a temperatura de equilíbrio da 
mistura. Calor específico da água = 4186 K/(kg K). 
 Calor específico do metanol = 2549 K/(kg K). 
 
5 – Uma barra de 250 g de cobre a 100 0C é colocada 
em um recipiente que contém 300 g de água a 30 0C. 
Determine a temperatura final do sistema (a) se não 
há perdas (sistema isolado) e (b) no caso em que o 
cobre perde 5 % do calor ao ser colocado em 
contato com a água. 
 
6 – Um calorímetro de 50 g é feito de alumínio e 
contém 100 g de água a 25 0C. Um cubo de 300 g de 
material desconhecido é aquecido a 150 0C e 
introduzido no calorímetro. Sabendo que a 
temperatura final de equilíbrio do sistema alumínio-
água-metal é 41 0C, determine o calor específico do 
metal.