lista_de_exercicios_temperatur (4)

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LISTA DE EXERCÍCIOS: TEMPERATURA, CALOR E DILATAÇÃO 
 
1. Converta as seguintes temperaturas de graus Celsius em graus Fahrenheit: 
a) -62,8°C, a temperatura mais baixa já registrada nos Estados Unidos (3 de fevereiro de 1947, Snag, 
Yukon);(-81ºF) 
b) 56,7°C, a temperatura mais alta já registrada nos Estados Unidos (10 de julho de 1913, Vale da 
Morte, Califórnia);(134,1ºF) 
c) 31,1°C, a temperatura média anual mais alta (Lugh Ferrandi, Somália).(88ºF) 
 
2. Calcule a temperatura em graus Celsius correspondente a: 
a) 41,0°F, uma noite de inverno em Seatle;(5ºC) 
b) 107°F, um dia de verão em Palm Springs; (42ºC) 
c) -18,0°F, um dia de inverno no norte de Manitoba.(-28ºC) 
 
3. Em suas férias na Itália, você escuta na TV, em uma manhã de verão, que a temperatura irá subir dos 
18°C a 39°C. Qual é o aumento correspondente na escala Fahrenheit?(38ºF) 
 
4. (a) Em 22 de janeiro de 1943, a temperatura em Spearfish, South Dakota, subiu de -4°F para 45°F em 
apenas dois minutos. Qual foi a variação de temperatura em graus Celsius? (b) A temperatura em 
Browning, Montana, era 44°F em 23 de janeiro de 1916. No dia seguinte, a temperatura caiu para -56°C. 
Qual foi a variação de temperatura em graus Celsius?(27,2ºC, -62,7ºC) 
 
5. (a) Calcule a única temperatura em que as escalas de Fahrenheit e Celsius coincidem.(-40ºF ou -40ºC) 
(b) Calcule a única temperatura em que as escalas de Fahrenheit e Kelvin coincidem.(574ºF ou 574 K) 
 
6. A ponte Humber, na Inglaterra, cujo comprimento é de 1410 m, é uma das pontes de maior vão no 
mundo. Calcule a variação do comprimento da base de aço do vão quando a temperatura aumenta de -5 
°C para 18 °C. (α = 1,2x10
-5
°C
-1
) (0,39 m) 
 
7. Um tanque de aço é completamente cheio com 2,80 m3 de álcool etílico quando tanto o tanque quanto 
o álcool etílico estão à temperatura de 32 °C. Quando o tanque e seu conteúdo tiverem esfriado até 8 
°C, que volume adicional de álcool etílico pode ser colocado dentro do tanque? (γaço = 3 αaço; αaço = 
1,2x10
-5
°C
-1
; γálcool etílico = 75x10
-5
°C
-1
) (0,048 m
3
) 
 
8. Os rebites de alumínio usados na construção de aviões são feitos com um diâmetro ligeiramente maior 
do que o diâmetro do buraco, e resfriados com ‘gelo seco’ (CO2 sólido) antes de serem colocados nos 
respectivos buracos. Sabendo que o diâmetro de um buraco é de 4,5mm, qual deve ser o diâmetro de 
um rebite a 23 °C para que seu diâmetro fique igual ao do buraco quando o rebite for esfriado até -78 
°C, a temperatura do gelo que será usado? Suponha que o coeficiente de dilatação do rebite permaneça 
constante e igual a α = 2,4x10
-5
°C
-1
. (4,511 mm) 
 
9. Um frasco de vidro com volume igual a 1000 cm3 a 0°C está completamente cheio de mercúrio a essa 
mesma temperatura. Quando esse sistema é aquecido até 55 °C, um volume de 8,95cm
3
 de mercúrio 
transborda. Sabendo que o coeficiente de dilatação volumétrica do mercúrio é igual a 18x10
-5
°C
-1
, 
calcule o coeficiente de dilatação volumétrica do vidro. (1,72x10
-5
 ºC
-1
) 
 
10. Um cilindro de cobre está inicialmente a 20°C. Em que temperatura seu volume torna-se 0,15% maior 
do que a 20 °C? (αcobre = 1,7x10
-5
°C
-1
) (49,4 ºC) 
 
11. Uma barra de aço a 25ºC tem 3,00 cm de diâmetro. Um anel de latão tem diâmetro interior de 2,992 
cm a 25ºC. A que temperatura comum o anel se ajustará exatamente à barra? (αaço = 1,2x10
-5
°C
-1
; αlatão 
= 1,9x10
-5
°C
-1
) (408,73ºC) 
 
 
FAMEG – Faculdade Metropolitana de Guaramirim 
GRUPO UNIASSELVI 
 
Engenharias 
Física Geral e Experimental: Energia 
Prof. Me. Elvis Schmidt 
12. Uma chaleira de alumínio com massa igual a 1,5kg e contendo 1,8kg de água é colocada para 
esquentar em um fogão. Supondo que não haja nenhuma perda de calor para o ambiente, qual é a 
quantidade de calor que deve ser adicionada para elevar a temperatura de 20°C até 85°C do conjunto? 
(O calor específico do alumínio é 0,22 cal/g°C e o calor específico da água é 1 cal/g°C) 
(138,45 kcal) 
 
13. Para se manter acordado em seus estudos durante uma noite inteira, um estudante prepara uma xícara 
de café colocando inicialmente um aquecedor elétrico de 200 W (200 J/s) em 0,320 kg de água. 
a) Qual é o calor transferido para a água para elevar sua temperatura de 20 °C até 80 °C? (calor 
específico da água é 1 cal/g°C) 
b) Quanto tempo é necessário? Suponha que toda a potência do aquecedor seja transformada em calor 
para aquecer a água. 
Resposta: a)19,2 kcal, b) 6,7 min. 
 
14. Você precisa descobrir o calor específico de uma amostra de metal. Você pesa a amostra e descobre 
que seu peso é 28,4 N. Você acrescenta, cuidadosamente, 1,25x10
4 
J à amostra e descobre que sua 
temperatura variou 18 °C. Qual é o calor específico da amostra, em cal/g°C? (P = m.g; g = 9,81m/s
2
; 1 
cal = 4,19 J) Resposta:0,057cal/gºC 
 
15. Quanto calor é preciso para fazer uma amostra de gelo de massa m = 720 g a -10 °C passar para o 
estado líquido a 15 °C? (Calor específico do gelo é 0,5 cal/g°C, calor latente de fusão é 80cal/g e o 
calor específico da água é 1 cal/g°C) Resposta: 72 kcal 
 
16. Quanta água permanece líquida após 50,2 kJ de calor serem extraídos de 260 g de água, inicialmente 
ao ponto de congelamento? Resposta: 110 g 
 
17. Uma panela de alumínio de 500 g de massa contém 117,5 g de água à temperatura de 20 °C. Coloca-se 
na panela um bloco de ferro de 200 g a 75 °C. Ache a temperatura final, supondo que não há perda de 
calor para o meio ambiente. (cal = 0,22cal/g°C, cferro = 0,11cal/g°C) Resposta: 24,8 ºC 
 
18. Um técnico de laboratório coloca em um calorímetro uma amostra de 0,0085 kg de um material 
desconhecido, a uma temperatura de 100 °C. O recipiente do calorímetro, inicialmente a 19 °C, possui 
0,150 kg de cobre e contém 0,200 kg de água. A temperatura final do calorímetro e seu conteúdo é 
26,1 °C. Calcule o calor específico da amostra. (ccu = 0,09 cal/g°C, cágua = 1 cal/g°C) Resposta: 2,41 
cal/gºC. 
 
19. Um recipiente isolado de massa desprezível contém 0,250kg de água a uma temperatura de 75°C. 
Quantos quilogramas de gelo a uma temperatura de -20°C devem ser colocados na água para que a 
temperatura final do sistema seja igual a 30°C? (cgelo = 0,5cal/g°C, cágua = 1cal/g°C, Lfusão = 80cal/g) 
Resposta: 93,75g. 
 
20. Um lingote de prata de 4kg é retirado de um forno com temperatura igual a 750°C e colocado sobre um 
grande bloco de gelo a 0°C. Supondo que todo o calor liberado pelo lingote de prata seja usado para 
fundir o gelo, qual é a quantidade de gelo que deve ser fundida? (cAg = 0,056cal/g°C, Lfusão = 80cal/g) 
Resposta: 2,1 kg. 
 
21. Um calorímetro de cobre com uma massa igual a 0,100kg contém 0,160kg de água e 0,018kg de gelo 
em equilíbrio térmico na pressão atmosférica. Se um bloco de chumbo de 0,750kg a uma temperatura 
de 255°C for colocado no recipiente, qual será a temperatura final de equilíbrio? Suponha que não 
ocorra nenhuma perda de calor para o ambiente. (ccu = 0,09cal/g°C, cágua = 1cal/g°C, Lvaporização = 
80cal/g, cchumbo = 0,03cal/g°C) Resposta: 20,5ºC. 
 
YOUNG, Hugh D. FREEDMAN, Roger A. Física II: Termodinâmica e Ondas. 12ed. São Paulo: Addison Wesley, 2008. 
HALLIDAY, David. RESNICK, Robert. WALKER, Jearl. Fundamento de Física 2: gravitação, ondas e termodinâmica. 4ed. 
RJ: LTC, 1996.