Trabalho 1 Termodinâmica 27-06-2013

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO – CAMPUS ANGICOS 
SEGUNDA AVALIAÇÃO: ONDAS E FLUÍDOS – 27 de junho de 2012 – Turma 1 
PROF. GUSTAVO REBOUÇAS 
Aluno:___________________________________________________________________ 
Aluno:___________________________________________________________________ 
Aluno:___________________________________________________________________ 
1. Um agrimensor usa uma fita de aço de 50000 m de comprimento a uma temperatura de 20 ºC. Qual é o comprimento 
da fita em um dia de verão quando a temperatura chega a 40 ºC. 
2. Uma chaleira de alumínio com massa igual a 1,5 kg e contendo 1,80 kg de água é colocada para esquentar em um 
fogão. Supondo que não haja perda de calor para o ambiente, qual é a quantidade de calor que deve ser adicionada 
para elevar a temperatura de 20 °C áté 85 °C? 
3. O álcool etílico tem um ponto de ebulição de 78,0°C, um ponto de congelamento de -114°C, um calor de vaporização de 
879 kJ/kg, um calor de fusão de 109 kJ/kg e um calor específico de 2,43 kJ/kg.K. Quanta energia deve ser removida de 
0,600 kg de álcool etílico que está na forma de gás a 78,0°C para que ele se torne um sólido a -114°C? Esboce o gráfico 
da temperatura em função do calor. 
4. Um mol de um gás executa a expansão adiabática conforme o diagrama p-V abaixo. Qual o trabalho com sinal (+ ou -) 
durante o processo? A isoterma 1 tem temperatura de 200 K enquanto a isoterma 2 tem temperatura igual a 500K. 
 
5. Meio mol de um gás ideal vai do estado a ao estado c, como montra a figura. (a) Calcule a temperatura final do gás. (b) 
Calcule o trabalho realizado sobre o gás ou pelo gás enquanto passa do estado a para o estado c. (c) O calor deixa o 
sistema ou entra no sistema durante o processo? Que quantidade de calor? Explique. 
 
6. Um mol de um gás ideal, inicialmente a um volume de 0,01 m3 e uma temperatura de 250K, é aquecido a pressão 
constante até a temperatura de 500K, depois resfriado a volume constante a temperatura inicial, e finalmente sofre 
uma compressão isotérmica até o volume, pressão e temperatura originais. 
(a) Esboce o diagrama p-V para este ciclo.(mostre as isotérmicas) 
(b) Quanto trabalho resultante é realizado pelo gás durante um ciclo? 
(c) Calcule a entrada de calor no sistema durante um ciclo. 
(d) Qual a pressão em que ocorre a expansão a pressão constante? 
(e) Qual do volume final após a expansão? 
7. (Extra) Queimadura de água versus queimadura de vapor d’água. Qual é o calor transferido para sua pele quando ela 
recebe calor liberado: (a) Por 20,0 g de vapor d’água inicialmente a 100 °C quando ela esfria até atingir a temperatura 
da pele (34 °C)? (b) Por 25,0 g de vapor d’água inicialmente a 100 °C quando ela esfria até atingir 34°C? (c) O que vocês 
pode concluir acerca da intensidade relativa de queimadura causada por água quente e da queimadura causada por 
água quente? 
O calor específico do vapor d’água é aproximadamente igual a metade do calor específico da água. 
 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO – CAMPUS ANGICOS 
SEGUNDA AVALIAÇÃO: ONDAS E FLUÍDOS – 27 de junho de 2012 – Turma 2 
PROF. GUSTAVO REBOUÇAS 
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1. O edifício mais alto do mundo segundo os padrões arquitetônicos é o Taipei 101, em Taiwan, com 509,32 m de altura. 
Suponha que essa altura tenha sido medida em um dia fresco de primavera, quando a temperatura era 15,5 °C. Você 
pode usar o edifício como um termômetro gigante em um dia quente de verão medindo cuidadosamente sua altura. 
Suponha que você faça isso e descubra que o Taipei 101 esta com 0,144 m mais alto do que sua altura oficial. Qual é a 
temperatura, supondo que o edifício esteja em equilíbrio térmico com o ar e que toda a sua estrutura seja feita de aço? 
2. Uma garrafa térmica contém 130 cm³ de café a 80,0°C. Um cubo de gelo de 12,0 g à temperatura de fusão é usado para 
esfriar o café. De quantos graus o café esfria depois que todo o gelo derrete e o equilíbrio térmico é atingido? Trate o 
café como se fosso água pura e despreze as troca de calor com o ambiente. 
3. Um ligote de prata de 4,0 kg é retirado de um forno com temperatura igual a 750 °C. Supondo que todo o calor liberado 
pelo lingote de prata seja usado para fundir o gelo, qual é a massa da de gelo que deve ser fundida. 
4. Um mol de um gás executa a compressão adiabática conforme o diagrama p-V abaixo. Qual o trabalho com sinal (+ ou -
) durante o processo? A isoterma 1 tem temperatura de 200 K enquanto a isoterma 2 tem temperatura igual a 400K. 
 
5. Uma quantidade de ar vai do estado a até o estrado b ao longo de uma linha reta conforme o diagrama p-V. (a) Nesse 
processo, a temperatura do gás aumenta, diminui ou permanece constante? Explique. (b) Qual o trabalho realizado 
pelo gás neste processo? (c) Qual a quantidade de calor cedida ou absorvida durante o processo? 
Dados: �� = 0,07000	�³, �
 = 0,11000	�³, �� = 1,0	 × 10
�	��	�	�
 = 1,40	 × 10
�	��. Trate o gás com sendo ideal. 
 
6. Um cilindro com um pistão contém 0,250 mol de oxigênio a uma pressão de 2,40	 × 10�	 Pa e à temperatura de 355K. 
Suponha que o oxigênio possa ser tratado como um gás ideal. O gás inicialmente se expande isobaricamente até 
ocupar um volume igual ao dobro do volume inicial. A seguir ele é comprimido isotermicamente de volta ao seu volume 
inicial, e finalmente, é resfriado isocoricamente (isovolumetricamente) até atingir sua pressão inicial. 
(a) Desenhe o diagrama p-V par esta sequência; 
(b) Calcule a temperatura durante a compressão isotérmica; 
(c) Calcule a pressão máxima; 
(d) Calcule o trabalho total realizado pelo pistão sobre o gás nessa sequência; 
(e) Durante este processo o sistema ganha ou cede calor. Qual o valor deste calor? 
 
7. (Extra) Um gás ideal monoatômico se expande lentamente até ocupar um volume igual ao dobro do volume igual ao 
dobro do volume inicial, realizando um trabalho de 300 J nesse processo. Calcule o calor fornecido ao gás e a variação 
da energia interna do gás sabendo que o processo é: 
(a) Isotérmico; 
(b) Adiabático; 
(c) (Desafio) Isobárico; R.(� = 750	�, ∆���� = 450	�)