3aListaExercício Gabarito

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Universidade*Federal*de*Pernambuco*
Centro*Acadêmico*do*Agreste*
Núcleo*de*Formação*Docente*
3ª*LISTA*DE*EXERCÍCIOS*DE*FÍSICA*III*
Física*I*Licenciatura*
2016.2*
*
Questão 1) De acordo com a Teoria Cinética dos Gases, a pressão ! exercida 
por um gás ideal nas paredes de um recipiente de volume " é dada por ! =$%&'/3", em que $ é o número de moléculas do gás, % é a massa de cada 
molécula e &' é a velocidade quadrática média das moléculas (ou átomos, no 
caso de um gás ideal monoatômico). Usando a Lei dos Gases Ideais, mostre que 
a energia cinética (de translação) média por molécula é dada por * = +' ,-, em 
que , é a constante de Boltzmann. 
Questão 2*) A distribuição de velocidades moleculares de um gás obedece a 
chamada função distribuição de velocidades de Maxwell-Boltzmann. Calcule a 
razão -. -' para determinado gás cuja velocidade mais provável de suas moléculas a uma temperatura T2 é igual à velocidade média quadrática das 
moléculas quando está a uma temperatura T1. 
Questão 3) Um gás ideal com volume V0, temperatura T0 e pressão P0 é 
comprimido isotérmica e quase-estaticamente até um estado final de volume V 
e pressão P. Calcule: 
a) o trabalho realizado pelo gás; 
b) o calor transferido para o gás. 
c) Esboce o diagrama PV do processo descrito nesta questão. 
Questão 4) Considere duas porções de água (líquida) com o mesmo volume e 
temperaturas diferentes -. e -'. Misturando as duas porções em um calorímetro, e sendo desprezível qualquer transferência de energia térmica para o mesmo, 
obtenha a temperatura final de equilíbrio. 
Questão 5) Considere um gás ideal (não necessariamente monoatômico) com / 
mols de moléculas (ou átomos). Mostre que as capacidades caloríficas molares 
a pressão constante (012 ) e a volume constante (032 ) estão relacionadas pela 
igualdade 012 − 032 = 5, em que 5 é a constante universal dos gases. 
Questão 6) A figura abaixo ilustra um pistão com área de seção reta 6 e massa 
total %, em repouso. Considerando desprezível o atrito entre o pistão e a parede 
lateral do cilindro, calcule o número de mols do gás. O sistema está à 
temperatura absoluta -, e a pressão atmosférica local é !7. 
 
Questão 7) Você copia o seguinte parágrafo de um livro de Física marciano: "1 
snorf!de um gás ideal ocupa um volume de 1,35 zak. À temperatura de 10 glips, 
o gás tem uma pressão de 12,0 klads. A uma temperatura de - 10 glips, o mesmo 
gás tem agora uma pressão de 8,0 klads." 
a)! (1,0) Determine a temperatura do zero absoluto em glips. 
b)! (1,0) Esboce um gráfico da pressão (em klads) em função da temperatura 
(em glips). 
 
Questão 8) Nas linhas de metrô, observa-se uma separação nas emendas dos 
trilhos, que servem para a dilatação destes em decorrência das variações de 
temperatura. Uma barra de metal de comprimento L0 a 0 °C sofre aumento de 
comprimento de 1/1000 de L0, quando aquecida a 200,0 °C. Qual o coeficiente 
de dilatação do metal? 
 
Questão 9) Uma haste de aço de comprimento LA tem coeficiente de dilatação 
linear αA, e uma haste de cobre de comprimento LC tem coeficiente de dilatação 
linear αC. Ambas se encontram a uma temperatura inicial de 0 °C. Sabemos 
que, quando as hastes estão sendo aquecidas ou resfriadas, a diferença ∆L = LA 
- LC entre seus comprimentos permanece constante. Nessas condições, quanto 
vale ∆L (em termos das constantes fornecidas)?