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3a Avaliação Presencial de Física 2A 
1
o
 Semestre de 2008 
OBSERVAÇÃO para os que forem fazer AP3 de duas disciplinas de Física: fazer a 
3a e 4a questões. 
 
 
1a Questão (2,5 pontos) A figura mostra um tanque aberto à atmosfera, que contém 
água, e que pode ser drenado por uma tubulação com seções de dois diâmetros. 
Inicialmente, a válvula localizada na tubulação de menor diâmetro está fechada. 
Responda às perguntas abaixo, sempre de forma justificada 
 
(a) (1,0 pontos) Determine a pressão do 
fluido nas posições A, B e C, com a válvula 
ainda fechada. 
 
(b) (1,0 pontos) Determine a pressão do 
fluido nas posições A, B e C, imediatamente 
após a abertura da válvula. 
 
(c) (0,5 pontos) Determine a vazão de saída 
do tanque, na situação do item (b). 
 
Dados densidade da água: 1000 kg/m3; g = 9,8 m/s2; pressão atmosférica : 
1,013 x 10
5
 Pa 
 
 
 
2a Questão (2,5 pontos) Uma pedra de gelo de 1,0 kg à temperatura de -10oC, e 10,0 kg 
de água à temperatura de 50
o
 C, são colocados em contato dentro de um recipiente 
isolado termicamente. Responda aos seguintes itens, sempre justificando: 
(a) (1,0 pontos) Calcule a temperatura de equilíbrio do sistema 
(b) (0,8 pontos) A pedra de gelo se funde completamente? Em caso afirmativo, 
determine o calor absorvido pelo gelo desde o início do processo até atingir a sua fusão 
completa. Caso contrário, determine o calor total recebido pela pedra de gelo. 
(c) (0,7 pontos) Calcule a variação de entropia do sistema 
Dados: Calor de fusão da água: 333 kJ/kg, Calor específico do gelo: 2220J/(kg K); 
Calor específico da água: 4190 J/(kg K) 
 
1
a
 Q 
2
a
 Q 
3
a
 Q 
4
a
 Q 
NOTA 
3a Questão (2,5 pontos) Um 
manômetro de tubo em U, aberto à 
atmosfera nos dois ramos, é 
inicialmente cheio com água até o 
nível inicial indicado na figura. Em 
seguida, coloca-se um óleo 
imiscível com a água em um dos 
ramos até chegar-se à situação 
mostrada na figura. Responda às 
perguntas abaixo: 
(a) (1,0 pontos) Determine a altura 
x indicada na figura. 
(b) (1,5 pontos) Determine a 
densidade do óleo. 
Dados densidade da água: 1000 
kg/m
3
, g = 9,8 m/s
2
; pressão 
atmosférica – 1,013 x 10
5
 Pa 
 
 
4a Questão (2,5 pontos) O processo cíclico mostrado na figura tem como substância 
operante 2,5 moles de um gás monoatômico ideal. Sobre este, reponda aos itens 
seguintes: 
(a) (1,0 pontos) Calcule o trabalho 
realizado pelo sistema em cada um 
dos trechos do processo. 
(b) (1,0 pontos) Utilizando a Primeira 
Lei da Termodinâmica
*
, determine o 
calor trocado em cada trecho dom 
ciclo. 
(c) Determine o rendimento da 
máquina de Carnot que opera entre as 
temperaturas máxima e mínima deste 
processo. 
* ∫−=∆ dVpQE 
Dados: cV = 3/2 R ; cp = cV + R ; R = 8,31 J / (mol.K) 
 
 
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
p
 (
P
a
)
V (m
3
)