Exercícios Termologia

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NB 208 – Física II 
 
Exercícios de Termologia/Termodinâmica 
 
 
1. Em certo local a temperatura variou de – 4,0 ºF até 45,0 ºF. Calcule esta variação de temperatura 
em graus Celsius. 27,2ºC 
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2. A temperatura de ebulição normal do neônio líquido é igual a – 245,92 ºC. Qual é esta 
temperatura na escala Kelvin? 27,08 K 
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3. Um tanque de aço é completamente cheio com 2,80 m³ de álcool etílico (etanol) quando tanto o 
tanque quanto o álcool etílico estão à temperatura de 32 ºC. Quando o tanque e seu conteúdo 
tiverem esfriado até 18 ºC, que volume adicional de álcool pode ser colocado dentro do tanque? 
-27,99 L 
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4. Para se manter acordado com seus estudos durante uma noite inteira, um estudante faz uma 
xícara de café colocando inicialmente um aquecedor elétrico de 200 W em 0,320 kg de água. 
(a) Qual é o calor transferido para a água elevar sua temperatura de 20,0 ºC até 80,0 ºC? 
80448 J 
(b) Quanto tempo é necessário? 6,704 min 
Suponha que toda a potência do aquecedor seja transformada em calor para aquecer a água. 
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5. Uma fôrma de cubos de gelo com massa desprezível contém 0,350 kg de água a 18,0 ºC. Qual é a 
quantidade de calor necessária pra esfriar a água até 0,0 ºC e solidificá-la? Dê a resposta em joules e 
em calorias. -34,12 kcal 
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6. Uma panela de cobre com massa igual a 0,50 kg contém 0,170 kg de água a uma temperatura de 
20 ºC. Um bloco de ferro de 0,250 kg a 85 ºC é colocado na panela. Calcule a temperatura final, 
supondo que não ocorra perda de calor para o ambiente. 27,5 ºC 
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7. Considere o calor específico da água igual a 1,0 cal/gºC. Calor de combustão é a quantidade de 
calor liberada na queima de uma unidade de massa do combustível. O calor de combustão do gás de 
cozinha é de 6000 kcal/kg. Calcule quanta massa de água à temperatura de 20 ºC pode ser aquecida 
até a temperatura de 100 ºC com um bujão de gás de 13 kg? Despreze as perdas de calor. 975 kg 
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8. Um torneiro mecânico faz um furo com um diâmetro igual a 1,350 cm em uma placa de aço (α = 
1,2x10-5 ºC-1) a uma temperatura de 77 ºF. Qual é a área da seção reta do orifício: 
(a) a 25 ºC. 1,431 cm² 
(b) quando a temperatura da placa aumenta para 347 ºF. 1,436 cm² 
Suponha que o coeficiente de dilatação linear permaneça constante neste intervalo de temperatura. 
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9. Propõe-se o uso da energia solar como fonte auxiliar de energia, visto que o solo terrestre recebe 
uma potência de cerca de 500 W/m², irradiada pelo Sol. Suponha uma placa de captação de luz solar 
com 10 m² de área, que se comunica com um reservatório contendo 500 Kg de água. Desprezando 
as perdas de energia para o ambiente, de quanto se eleva a temperatura da água, após exposição 
solar de 5 h? 43ºC 
Considere calor específico da água, c = 1 cal/gºC; 1 cal = 4,2 J e 1 W = 1 J/s. 
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10. O hélio líquido tem um ponto de ebulição muito baixo, a 4,2 K, e um calor latente de 
vaporização muito baixo, 2,09x104 J/kg. Um vaso com hélio líquido recebe energia de uma fonte 
nele imerso, à taxa constante de 10 W. A densidade do hélio líquido é 0,125 g/cm³, de modo que 
1 kg corresponde a um volume de 8x10³ cm³ (8 litros) de líquido. Pedem-se, a essa taxa: 
a) Em quanto tempo é vaporizado 1 kg de hélio líquido? 34,83 min 
b) Quanto de hélio líquido evapora no tempo de 1 minuto? 0,23 L/min 
11. O telhado de uma casa é equipado com painéis coletores solares com área igual a 8,0 m² e 
eficiência de 60%, usados para aquecer água de 15ºC até 55ºC para uso das necessidades 
domésticas. Se a energia solar média incidente for igual a 150 W/m², qual é o volume de água que 
pode ser aquecido em uma hora? 15,5 L 
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12. Uma estudante universitária deseja resfriar 0,320 kg de refrigerante ( a maior parte constituída 
de água), inicialmente a uma temperatura de 27ºC, adicionando gelo a –18ºC. 
a) Determine a quantidade de gelo que ela deve misturar ao refrigerante para que a temperatura final 
seja igual a 0ºC sabendo que todo o gelo se funde e que o calor específico do recipiente pode ser 
desprezado? 97,36 g 
b) Faça um gráfico mostrando as curvas de aquecimento e resfriamento dos corpos a partir de suas 
situações iniciais. 
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13. Na manhã de um sábado frio, temperatura de 4ºC, um piloto enche de combustível o tanque de 
seu avião até completar sua capacidade máxima de 106,0 L. Antes de voar no domingo pela manhã, 
quando a temperatura é novamente igual a 4ºC, ele verifica o nível do combustível e nota que existe 
somente 103,4 L de gasolina nos tanques. Ele conclui que a temperatura no sábado se elevou e a 
gasolina transbordou. Considere o coeficiente de dilatação volumétrica do alumínio igual a 7,2x10-5 
K-1 e coeficiente de dilatação volumétrica da gasolina igual a 9,5x10-4 K-1. Qual foi a temperatura 
máxima atingida pelo combustível na tarde de sábado? 31,94ºC 
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14. Um tanque subterrâneo com capacidade igual a 1,70 m³ é cheio com etanol (CH3CH2OH), 
coeficiente de dilatação volumétrica de 75x10-5 K-1, a uma temperatura inicial de 66,2ºF. Quando o 
etanol se esfria até atingir a temperatura do solo e do tanque, que é igual a 50ºF, qual deve ser o 
espaço de ar, em litros, liberado acima da superfície livre do etanol no interior do tanque? Suponha 
que o volume do tanque permaneça constante. 11,5 L 
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15. Um vento forte sopra sobre uma cidade e a temperatura cai 11,8ºC em uma hora. Calcule esta 
queda de temperatura em ºF. 21,2ºF 
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 Prof. João Bosco Assis Leite 
 Inatel – 23/05/2014