ap1_2011_1

Prévia do material em texto

1a Avaliação Presencial de Física 2A
1o Semestre de 2011
Dados
Densidade da água: 1000 kg/m3. Pressão atmosférica: 1,01x 105 Pa.
Calor de fusão da água: 333 kJ / kg, Calor específico da água líquida: 4190 J/ kgoC ; Calor 
específico do gelo: 2220 J/ kgoC
Gás Ideal monoatômico – cV=3/2 R; cp=5R/2 ; diatômico: cV=5R/2 e cp= 7R/2; 
poliatômico cV = 3R, cp = 4 R
Constante dos gases: R=8,31 J/(mol.K)
1a Questão (2,5 pontos) Um gás ideal é submetido ao processo cíclico mostrado na figura, o qual é 
composto por dois trechos a volume constante e dois trechos a pressão constante, e é percorrido no 
sentido horário (abcd). Ao percorrer o 
trecho ab, o sistema recebe 7500 J de 
calor. Responda, de forma justificada aos 
seguintes itens:
(a) (1,0 pontos) O gás ideal em 
questão é monoatômico, 
diatômico ou poliatômico?
(b) (1,0 pontos)Determine o calor 
trocado em cada um dos trechos 
do ciclo, que não o trecho ab.
(c) (0,5 pontos) Determine a variação 
de entropia em cada um dos 
trechos do ciclo.
2a Questão (2,5 pontos) Um bloco metálico a 50o C é colocado em contato, dentro de um recipiente 
(denominado recipiente 1) termicamente isolado, com uma mistura, à temperatura de 0oC, de uma 
certa quantidade de água líquida com 200 g de gelo. Ao atingir-se o novo equilíbrio térmico, 
observa-se que apenas 100 g de gelo haviam fundido. Em seguida, rapidamente, o bloco metálico é 
retirado do primeiro recipiente, e mergulhado em um outro (recipiente 2) cheio de água líquida. 
Após chegar novamente ao equilíbrio, a temperatura do bloco é de 40o C. Calcule:
(a) (1,5 pontos) O calor cedido pelo bloco metálico no recipiente 1.
(b) (1,0 pontos)A variação de entropia do bloco metálico no recipiente 2. 
1a Q
2a Q
3a Q
4a Q
NOTA
d
c
b
a
3,0
300 K
600 K
3000
1,0
p
(P
a
)
V (m
3
)
3a Questão (3,0 pontos) Um tanque cúbico de 1,0 m de lado tem um tubo vertical preso a uma de 
suas laterais, com mostra a figura. O cubo está totalmente cheio de água, e o tubo está cheio de água 
até a altura indicada na figura. 
Determine:
(a) (1,0 pontos) a força total na 
face superior (S) do cubo.
(b) (1,0 pontos) a força total na 
superfície oposta a S. 
(c) (1,0 pontos) a força total 
numa das faces laterais (L). 
4a Questão (2,0 pontos) A figura mostra a saída de uma tubulação no interior da qual escoa 
água. Sabe-se que a tubulação mais grossa tem diâmetro de 10,0 cm, e a mais fina tem diâmetro 
igual a 5,0 cm. Como o objetivo de estimar-se a vazão na tubulação foi instalado o medidor de 
pressão M1, que mede a pressão manométrica da água na posição indicada na figura. Calcule a 
pressão medida por M1 quando a água que sai desta tubulação demora 5 s para encher um balde 
de 10 litros.