Fundamentos_de_Fisica_Temperatura_Dilatacao_e_Calor_Aula_3

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Exercícios de fixação – Lista 01 (Termologia: Escalas Termométricas) 
 
1. A temperatura de 44ºF corresponde a que temperatura em ºC? (6,6°C) 
 
2. Transforme os valores para a escala que se pede: 
a) 30°C para °F e K (86°F e 303K) 
b) 214°C para °F e K (417,2°F e 487K) 
c) 113°C para °F e K (235,4°F e 386K) 
d) -28°C para °F e K (-18,4°F e 254,6K) 
e) -88°C para °F e K (-126.4°F e 185K) 
f) 0°F para °C e K (-17,77°C e 255,22K) 
g) 0°F para °C e K (-17,77°C e 255,22K) 
h) -40°F para °C e K (-40°C e 233K) 
i) -198°F para °C e K (-110°C e 163K) 
j) 50°F para °C e K (10°C e 283K) 
k) 230°F para °C e K (110°C e 383K) 
l) 513K para °C e °F (240°C e 464°F) 
m) 1088K para °C e °F (815°C e 1499°F) 
n) 12K para °C e °F (-261°C e -437,8°F) 
o) 177K para °C e °F (-96°C e -140,8°F) 
 
3. A temperatura da superfície do Sol é de 6000K. Expresse este valor na escala Fahrenheit. 
(10340 °F) 
4. Suponha que, numa escala de temperatura X, a água ferva a -53,5ºX e congele 
a -170ºX. Qual o valor de 340K, na escala X? 
(91,9°X) 
5. Existem diferentes escalas de temperatura utilizadas no mundo hoje em 
dia, as principais são a escala Celsius, a escala Fahrenheit e a escala 
Kelvin. 
a) 0°C (X) 
b) 0°F 
c) 260 K 
d) 22°F 
 
6. O Brasil, assim como quase todo o resto do mundo, utiliza a escala Celsius [°C] 
para representar a temperatura. Além dessa, existe outra escala importante em 
utilização, a escala Fahrenheit [°F]. Trata-se de um sistema de medição de 
temperatura que atualmente só é usado por três países no mundo: Estados 
Unidos, Myanmar e Libéria. 
Suponha que ao verificar sua temperatura corporal utilizando um termômetro na 
escala Fahrenheit, o termômetro indica temperatura igual 100,4 oF. Qual sua 
temperatura em oC? Você deve ficar preocupado? Justifique a sua resposta (sim, 
pois indica uma febre) 
 
Exercícios de fixação – Lista 02 (Termologia: Dilatações) 
 
1. Um mastro de bandeira de alumínio tem 33m de altura. De quanto aumenta o seu 
comprimento, se a temperatura aumentar 15ºC? Coeficiente de dilatação linear do 
alumínio é de 2,4. 10-5 ºC-1 
(1,1 cm) 
2. Para acomodar as variações de comprimento de uma ponte devido a dilatação 
térmica são utilizados dentes interpenetrantes nas juntas de expansão, veja a 
figura. 
 
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 – 5oC para 18oC. Sendo o 
coeficiente de dilatação linear do aço 1,2 x 10-5 oC-1. (39 cm) 
 
3. Uma barra de cobre com coeficiente de dilatação linear de 17x10 – 6 °C - 1 está 
inicialmente a 30 °C e é aquecida até que a sua dilatação corresponda a 0,17% de 
seu tamanho inicial. Determine a temperatura final dessa barra. 
a) 85 °C 
b) 65 °C 
c) 100 °C 
d) 70 °C 
e) 80 °C 
 
4. Uma lâmina bimetálica composta por zinco e aço está fixada em uma parede de forma 
que a barra de aço permanece virada para cima. O que ocorre quando a lâmina é 
resfriada? Dado: αZINCO = 25x10 – 6 °C – 1 , αAÇO = 11x10 – 6 °C – 1 
 
a) As duas barras sofrem a mesma dilatação. 
b) A lâmina bimetálica curva-se para cima. 
c) A lâmina bimetálica curva-se para baixo. 
d) A lâmina quebra-se, uma vez que é feita de materiais diferentes. 
e) Lâminas bimetálicas não podem ser resfriadas. 
 
5. O vidro pirex apresenta maior resistência ao choque térmico do que o vidro 
comum porque: 
a) possui alto coeficiente de rigidez. 
b) tem baixo coeficiente de dilatação térmica. 
Comentário: No momento do choque térmico, o material que possuir o menor 
coeficiente de dilatação será o mais resistente, uma vez que sofrerá uma menor 
dilatação e, assim, não comprometerá a sua estrutura. 
c) tem alto coeficiente de dilatação térmica. 
d) tem alto calor específico. 
e) é mais maleável que o vidro comum. 
 
6. Uma peça de zinco é constituída a partir de uma chapa de zinco com lados 30cm, 
da qual foi retirado um pedaço de área 500cm². Elevando-se de 50°C a 
temperatura da peça restante, qual será sua área final em centímetros quadrados? 
(Dado ). (401cm2) 
 
Exercícios de fixação – Lista 01 (Calorimetria) 
 
1. Ao fornecer 300 calorias de calor para um corpo, verifica-se como conseqüência 
uma variação de temperatura igual a 50 ºC. Determine a capacidade térmica desse 
corpo. (6 cal/g) 
 
2. Em um processo isobárico, a temperatura de 5kg de N2 gasoso sobe 10ºC a 130ºC. 
Determine a quantidade de calor necessário para isto. Os calores específicos do 
gás N2 cp=0,248 kcal/kgK e cv=0,177 kcal/kgK (149 kcal) 
 
3. Uma certa massa de água de 10kg cai de uma altura de 854m. Supondo-se que 
toda a energia desenvolvida se converte em calor para aquecer a água, 
determinar a temperatura final desta, supondo que a temperatura inicial é de 
20ºC. Dados: c= 1 cal/gºC (22°C) 
 
4. Você é cientista, fornece calor a uma amostra sólida de 500 g à taxa de 10 
kJ/min ao mesmo tempo em que registra a sua temperatura em função do 
tempo. Com esses dados, você faz um gráfico igual ao mostrado abaixo. Qual 
é o calor latente de fusão desse sólido? 
 
a) LF = 1,0 . 10
4 J/kg 
b) LF = 2,0 . 10
4 J/kg 
c) LF = 3,0 . 10
4 J/kg 
d) LF = 4,0 . 10
4 J/kg 
5. Ao preparar uma caneca de café com leite, um estudante de física verifica as suas 
temperaturas iniciais do café e do leite. Ele então, procurou determinar a 
temperatura final ou ponto de equilíbrio térmico. Qual foi o valor que acabou 
determinando, se as quantidade de café e de leite forem: Dado: ccafé = 1,0 cal/g°C 
e cLeite = 2,0 cal/g°C 
a) {
𝑚𝑐𝑎𝑓é = 30𝑔 𝑒 𝑇𝑜 = 96°𝐶
𝑚𝑙𝑒𝑖𝑡𝑒 = 10𝑔 𝑒 𝑇𝑜 = 5°𝐶
 T = 59,60°C 
 
b) {
𝑚𝑐𝑎𝑓é = 350𝑔 𝑒 𝑇𝑜 = 98°𝐶
𝑚𝑙𝑒𝑖𝑡𝑒 = 75𝑔 𝑒 𝑇𝑜 = 4°𝐶
 T = 69,80°C 
 
c) {
𝑚𝑐𝑎𝑓é = 20𝑔 𝑒 𝑇𝑜 = 90°𝐶
𝑚𝑙𝑒𝑖𝑡𝑒 = 5𝑔 𝑒 𝑇𝑜 = 4°𝐶
 T = 61,33°C 
 
d) {
𝑚𝑐𝑎𝑓é = 100𝑔 𝑒 𝑇𝑜 = 80°𝐶
𝑚𝑙𝑒𝑖𝑡𝑒 = 50𝑔 𝑒 𝑇𝑜 = 10°𝐶
 T = 45,00°C 
 
 
6. Para aquecer 500 g de certa substância de 20 ºC para 70 ºC, foram necessárias 4 000 
calorias. A capacidade térmica e o calor específico valem respectivamente: 
a) 8 cal/ ºC e 0,08 cal/g .ºC 
b) 80 cal/ ºC e 0,16 cal/g. ºC 
c) 90 cal/ ºC e 0,09 cal/g. ºC 
d) 95 cal/ ºC e 0,15 cal/g. ºC 
e) 120 cal/ ºC e 0,12 cal/g. ºC 
 
 
Exercícios de fixação (Estruturas Gasosas) 
 
1. Qual o volume final de um gás ao se expandir, tendo um volume inicial de 3 
litros e cuja temperatura cresce de 27ºC para 227ºC, supondo ser a pressão 
externa constante de 2atm? (5 L) 
 
2. Um cilindro contém 12 L de oxigênio a 20 ºC e 15 atm. A temperatura é 
aumentada para 35 ºC e o volume, reduzido para 8,5 L. Qual é a pressão final 
do gás? Suponha que o gás seja ideal. (22,3 atm) 
 
3. Uma quantidade de um gás ideal a 10 ºC e a pressão de 100 kPa ocupa um volume 
de 2,50 m³. Se a pressão for elevada a 300 kPa e a temperatura de 30 ºC, qual o 
volume de gás que ocupará? Suponha que não haja perdas. (0,892 m3) 
 
4. Um pneu tem um volume de 1000 pol³ e contém ar a pressão manométrica de 24 
lb/pol², a temperatura de 0 ºC. Qual a pressão manométrica do ar no pneu, 
quando sua temperatura sobe para 27 ºC e seu volume para 1020 pol³? Considere 
a Patm=14,7 lb/pol² 
a) 26 lb/pol² 
b) 29 lb/pol² 
c) 32 lb/pol² 
d) 37 lb/pol² 
 
5. Uma quantidade de gás ideal passa por uma expansão que aumenta seu volume 
de V1 para V2 = 2.V1. A pressão final do gás é P2. 
O gás realiza mais trabalho sobre seu meio ambiente se a expansão ocorre a 
uma pressão constante ou a uma temperatura constante? Justifique a sua 
resposta. 
 
Exercícios de fixação – Lista 01 (Termodinâmica) 
 
1. Qual o trabalho realizado por um gás ao se expandir tendo um volume inicial de 
3 litros e cuja temperatura cresce de 27ºC para 227ºC, supondo ser a pressão 
externa constante de 2atm? (405J) 
 
2. Calcule o rendimento termodinâmico ideal de uma máquina térmica que opera 
entre as temperaturas 100ºC e 400ºC, respectivamente. 
(44,6%)