2a lista de exercicios

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Lista de Exercícios de Física Geral II
Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro
Laboratório de Ciências Físicas
1. Uma certa substância tem massa por
moles de 50,0 g/mol. Quando 314 J de calor
são adicionados a uma amostra de 30,0 g deste
material, sua temperatura aumenta de 25,0 oC
para 45, 0 oC. (a) Qual o calor especí�co desta
substância? (b) Quantos moles desta estavam
presentes? (c) Qual o calor especí�co molar da
substância?
2. Um médico de dietas encoraja a ingestão
de água muito gelada. Esta teoria considera
que o corpo precisa queimar gordura para
elevar a temperatura da água de 0,00 oC até a
temperatura do corpo (37 oC). Quantos litros
de água a 0 oC precisam ser consumidos para
queimar 454 g (cerca de 1 lb) de gordura,
supondo que este processo queime 3.500 Cal?
Por que não é aconselhável seguir esta dieta?
Um litro = 103 cm3. A densidade da água é de
1,00 g/cm3.
3. Icebergs representam perigo no Atlântico
Norte para os navios, fazendo com que as rotas
aumentem cerca de 30% durante a sua época.
As tentativas para destruí-los incluem colocação
de explosivos, bombas, torpedos, bombardeios,
entre outros. Suponha que seja feita uma
tentativa de derreter um iceberg, colocando
fontes de calor sobre ele. Quanto calor seria
necessário para derreter 10% de um iceberg de
200.000 m3?
4. Um cozinheiro, após acordar e perceber
que seu fogão estava sem gás, decide ferver
água para fazer café, sacudindo-a dentro de uma
garrafa térmica. Suponha que ele use 500 cm3
de água a 59 oF e que a água caia 1,0 pé
em cada sacudida, com o cozinheiro dando 30
sacudidas por minuto. Desprezando quaisquer
perdas de energia térmica pela garrafa, quanto
tempo precisa �car sacudindo a garrafa até a
água ferver?
5. Uma quantidade de gás ideal a 10,0 oC
e a pressão de 100 kPa ocupa um volume
de 2,50 m3. (a) Quantos moles de gás estão
presentes? (b) Se a pressão for elevada para
300 kPa e temperatura para 30,0 oC, qual o
volume que o gás ocupará? Suponha que não
haja perdas.
6. Encontre (a) o número de moles e (b) o
número de moléculas em um gás contido em
um volume de 1,00 cm3, à pressão de 100 Pa e
à temperatura de 220 K.
7. Um anel de cobre de 20,0 g tem diâmetro
de exatamente 1 polegada à temperatura de
0,000 oC. Uma esfera de alumínio tem um
diâmetro de exatamente 1,00200 pol à temper-
atura de 100,0 oC. A esfera é colocada em cima
do anel e permite-se que os dois encontrem seu
equilíbrio térmico, sem ser perdido calor para o
ambiente. A esfera passa exatamente pelo anel
na temperatura de equilíbrio. Qual a massa da
esfera?
8. Mostre que a equação do gás ideal,
pV = nRT , pode ser escrita nas formas
alternativas: (a) p = ρRT/M , onde ρ é
a densidade e M a massa molecular; (b)
pV = NkT , onde N é o número de partículas
do gás (átomos ou moléculas) e k é a constante
de Boltzmann.
9. 20,9 J de calor são adicionados a um certo
1
gás. Como resultado, seu volume aumenta de
50,0 para 100 centímetros cúbicos, enquanto a
pressão permanece constante (1,00 atm). (a)
Qual variação da energia interna do gás? (b) Se
a quantidade de gás presente for de 2,00 x 10−3
mol, calcule o calor especí�co molar a pressão
constante. (c) Calcule o calor especí�co molar
a volume constante.
10. Uma certa massa de gás ocupa um volume
de 4,3 L à pressão de 1,2 atm e temperatura de
310 K. Ele é comprimido adiabaticamente até o
volume de 0,76 L. Determine (a) a pressão �nal
do gás (b) a temperatura �nal, supondo que o
gás seja ideal com γ = 1,4.
11. Um mol de oxigênio (diatômico) é
aquecido a pressão constante, com o processo
tendo início a 0 oC. Quanto calor precisa ser
adicionado para que o gás duplique o seu
volume? (Suponha que as moléculas girem, mas
não oscilem.)
12. Um mol de gás ideal passa por uma ex-
pansão isotérmica. Encontre o calor adicionado
ao gás em termos dos volumes �nal e inicial e da
temperatura.
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