ap1_2012_2

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Q 
2
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Q 
3aQ 
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a
Q 
 Nota 
1a Avaliação Presencial de Física 2A 
2o semestre de 2012 
 
 
1
a
 Questão (2,5 pontos) Responda às perguntas a respeito do processo cíclico mostrado na 
figura, cuja substância operante são 2 moles de um gás diatômico ideal, sabendo que a 
temperatura nos pontos b e d é igual a 500 K (Tb= Td = 500 K). 
Dados: R = 8,31 J/(mol . K) ; cV diatômico = 5R/2 ; cp = cV + R 
 
 
(a) (0.5 pontos) Determine o calor trocado em 
cada etapa do ciclo. 
 
(b) (1,5 pontos) Determine o trabalho 
realizado pelo sistema, baseando-se na 
aplicação da 1a Lei da termodinâmica para o 
ciclo completo. 
 
(c) (0,5 pontos) Determine a eficiência de uma 
máquina de Carnot que opere entre as 
temperaturas máxima e mínima deste 
processo. 
 
 
 
2
a
 Questão (2,5 pontos) Um objeto cilíndrico de densidade de massa uniforme, tem altura 
H e raio R. 
(a) (1,5 pontos) Suponha que o objeto é mergulhado progressivamente em um fluido com 
densidade igual a ρF, com o eixo de simetria na vertical. Determine o empuxo que atua 
sobre o objeto em função da profundidade mergulhada h. 
(b) (0,5 pontos) Sabendo que o objeto flutua no mesmo fluido do item (a) com 3/4 de seu 
volume mergulhado, determine a sua densidade. 
(c) (0,5 pontos) Suponha agora que o mesmo objeto é preso ao fundo do reservatório de 
fluido por uma corda, ficando totalmente mergulhado. Determine a tensão na corda. 
 
 
3
a
 Questão (2,5 pontos) Um tanque de grandes dimensões, aberto à atmosfera, é drenado 
por uma tubulação cujas seções têm os diâmetros indicados na figura (por clareza, as 
dimensões da tubulação estão exageradas em relação ao tanque). 
Dados - Densidade da água: 1000 kg/m
3
; g = 9,8 m/s
2
 
(a) (0,5 pontos) Determine a 
pressão da água no ponto 1 da 
tubulação. 
 
(b) (1,0 pontos) Determine a 
pressão da água no ponto 2 da 
tubulação. 
 
(c) (1,0 pontos) Determine a vazão 
de água que passa através de uma 
seção do tubo que contem o ponto 
3 da tubulação. 
 
 
 
 
 
 
4a Questão (2,5 pontos) Considere que um bloco de alumínio de 100 g à temperatura de 
20oC, e um cubo de gelo de 6,0 kg à temperatura de -15oC, são colocados em um recipiente 
isolado termicamente contendo 5 litros de água a 45oC. Determine: 
 
(a) (1,5 pontos) A temperatura final do bloco de alumínio. 
(b) (1,0 pontos) O estado final da água no recipiente (quantidades de gêlo e água líquida). 
Dadis: Calor de fusão da água (Gelo): 333 kJ/kg 
Calor específico do gelo: 2220 J/(kg K) 
Calor específico da água: 4190 J/(kg K) 
Calor específico do Alumínio: 900 J/(kg K)