ap2_2016_2

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2a Avaliação Presencial de Física 2A 
2o Semestre de 2016 
 
 
 
Dados para a resolução dos problemas: 
Densidade: água – 1000 kg / m3; alumínio – 2700 kg / m3; ferro – 7874 kg / m3; 
cobre – 8920 kg / m3. 
Calor de fusão da água: 333 kJ / kg, Calor específico da água líquida: 4190 J/ kgoC ; Calor 
específico do gelo: 2220 J/ kgoC 
Pressão atmosférica: 1,01 x 105 Pa 
Calor específico: gases ideais monoatômicos: cV = 3R/2 , cp = 5R/2; cobre: 387 J / (kg K). 
Constantes: R = 8,31 J / (mol K); g = 9,8 m/s2. 
 
 
1a Questão (2,5 pontos) Três copos metálicos (ver figura) 
foram fabricados através de moldagem de chapas metálicas de 
mesma espessura d = 0,5 mm. Na confecção de cada um dos 
copos foi utilizado um metal diferente (alumínio, ferro ou 
cobre). Determine quais destes copos flutuam em água, sabendo 
que D = 5,0 cm e L = 10,0 cm. 
 
 
 
 
 
2a Questão (2,5 pontos) Um tanque aberto à atmosfera é alimentado por uma bomba, que tem em 
sua saída uma tubulação com 20,0 cm2 de 
área de seção reta. A velocidade da água na 
saída da bomba é igual a 13,0 m/s. 
Como está mostrado na figura, o tanque tem 
um dreno lateral, a uma altura de 1,5 m, 
sendo que a área do orifício de dreno é igual 
a 20,0 cm2. Com base nos dados fornecidos, 
determine se o tanque transbordará ou não. 
Obs: despreze a turbulência produzida pela 
água caindo sobre a superfície da água do 
tanque. 
 
1a Q 
2a Q 
3a Q 
4a Q 
NOTA 
3a Questão (2,5 pontos) Um mol de um gás monoatômico ideal, inicialmente à temperatura de 
300,0 K e ocupando o volume de 1,0 m3 é submetido ao processo descrito a seguir: 
i) O gás é expandido a pressão constante, recebendo neste processo uma quantidade de calor igual a 
2943,0 J. 
ii) Após a etapa (i), o gás continua expandindo, agora a temperatura constante, até reduzir a sua 
´pressão à metade da pressão inicial, 
iii) A seguir o gás é comprimido a pressão constante, até a sua temperatura retornar ao valor inicial. 
iv) Finalmente, o gás é comprimido a temperatura constante, até retornar ao seu estado nicial. 
Sobre o processo descrito, responda, de forma justificada, aos itens a seguir. 
(a) (1,5 pontos) Faça um esboço do processo no diagrama p vs. V, e determine os valores da pressão 
e do volume de gás nos vértices do processo cíclico. 
(b) (1,0 pontos) Determine a variação da energia interna do gás em cada uma das quatro etapas do 
processo. 
 
 
 
 
 
4a Questão (2,5 pontos) Em um recipiente isolado termicamente, são colocados em contato 1,5 kg 
de gelo à temperatura de -10 oC, e um bloco de cobre a 50oC, de forma que o sistema atinja uma 
temperatura de equilíbrio de 10oC. 
(a) (1,5 pontos) Determine a massa do bloco de cobre. 
(b) (1,0 pontos) Determine a variação da energia interna do sistema.