Este documento apresenta uma lista de 63 problemas resolvidos de física relacionados ao capítulo 25 do livro "Física 2", 4a edição, de Resnick, Halliday e Krane. Os problemas cobrem tópicos como calor latente de fusão, calor específico, primeira lei da termodinâmica e processos termodinâmicos. Alguns problemas apresentam soluções detalhadas enquanto outros apenas listam o enunciado.
Este documento apresenta 61 problemas resolvidos de física sobre corrente elétrica e resistência, extraídos do livro Física de Resnick, Halliday e Krane. As soluções incluem cálculos de carga elétrica, energia, temperatura, velocidade, tempo e outros parâmetros elétricos e térmicos.
Este documento apresenta uma lista de 63 problemas resolvidos de física sobre calor e primeira lei da termodinâmica. Inclui soluções detalhadas para problemas como calcular a quantidade de calor necessária para derreter um iceberg ou elevar a temperatura de uma amostra de prata. Fornece também exemplos de cálculos de tempo para aquecimento e trabalhos realizados em processos termodinâmicos cíclicos.
O documento discute conceitos fundamentais de energia e suas transformações em reações químicas. Aborda temas como energia potencial e cinética, unidades de energia, transferência de calor e trabalho, entalpia de reação e formação, e lei de Hess para cálculo de variações de entalpia.
Este documento lista 73 problemas resolvidos de física relacionados ao capítulo 8 do livro Física de Resnick, Halliday e Krane sobre a conservação da energia. Os problemas envolvem cálculos de velocidades, distâncias, energias e outras grandezas físicas usando o princípio da conservação da energia mecânica.
Este documento apresenta 64 problemas resolvidos de física sobre o capítulo 34 - O Campo Magnético do livro Física 3 de Resnick, Halliday e Krane. Os problemas abordam conceitos como campo magnético criado por correntes elétricas, força sobre cargas em movimento em campo magnético, momento magnético e torque em anéis e bobinas condutoras. As soluções fornecem detalhes dos cálculos e raciocínios físicos envolvidos em cada problema.
Este documento apresenta resoluções de exercícios de física relacionados a cinemática, leis de Newton e atrito. Os exercícios envolvem cálculos de tempo, velocidade, aceleração e força para sistemas em movimento retilíneo uniforme e circular uniforme. As respostas incluem valores numéricos e expressões algébricas.
1) O documento apresenta 15 questões de física sobre tópicos como mecânica, termodinâmica, eletromagnetismo e física atômica.
2) As questões abordam cálculos envolvendo força, trabalho, energia cinética e potencial, velocidade do som, campo elétrico, órbitas atômicas e outros conceitos físicos.
3) São fornecidas as respostas corretas para cada questão junto com uma breve justificativa dos cálculos realizados.
1) O documento fornece dados físicos fundamentais como aceleração da gravidade, densidade da água, carga do elétron, velocidade da luz e constantes como constante de Planck.
2) Inclui também relações trigonométricas como seno e cosseno de 37 graus.
3) Apresenta 15 questões sobre mecânica newtoniana, termodinâmica, eletrostática e eletromagnetismo para exercitar o uso destes dados e relações.
Este documento apresenta 61 problemas resolvidos de física sobre corrente elétrica e resistência, extraídos do livro Física de Resnick, Halliday e Krane. As soluções incluem cálculos de carga elétrica, energia, temperatura, velocidade, tempo e outros parâmetros elétricos e térmicos.
Este documento apresenta uma lista de 63 problemas resolvidos de física sobre calor e primeira lei da termodinâmica. Inclui soluções detalhadas para problemas como calcular a quantidade de calor necessária para derreter um iceberg ou elevar a temperatura de uma amostra de prata. Fornece também exemplos de cálculos de tempo para aquecimento e trabalhos realizados em processos termodinâmicos cíclicos.
O documento discute conceitos fundamentais de energia e suas transformações em reações químicas. Aborda temas como energia potencial e cinética, unidades de energia, transferência de calor e trabalho, entalpia de reação e formação, e lei de Hess para cálculo de variações de entalpia.
Este documento lista 73 problemas resolvidos de física relacionados ao capítulo 8 do livro Física de Resnick, Halliday e Krane sobre a conservação da energia. Os problemas envolvem cálculos de velocidades, distâncias, energias e outras grandezas físicas usando o princípio da conservação da energia mecânica.
Este documento apresenta 64 problemas resolvidos de física sobre o capítulo 34 - O Campo Magnético do livro Física 3 de Resnick, Halliday e Krane. Os problemas abordam conceitos como campo magnético criado por correntes elétricas, força sobre cargas em movimento em campo magnético, momento magnético e torque em anéis e bobinas condutoras. As soluções fornecem detalhes dos cálculos e raciocínios físicos envolvidos em cada problema.
Este documento apresenta resoluções de exercícios de física relacionados a cinemática, leis de Newton e atrito. Os exercícios envolvem cálculos de tempo, velocidade, aceleração e força para sistemas em movimento retilíneo uniforme e circular uniforme. As respostas incluem valores numéricos e expressões algébricas.
1) O documento apresenta 15 questões de física sobre tópicos como mecânica, termodinâmica, eletromagnetismo e física atômica.
2) As questões abordam cálculos envolvendo força, trabalho, energia cinética e potencial, velocidade do som, campo elétrico, órbitas atômicas e outros conceitos físicos.
3) São fornecidas as respostas corretas para cada questão junto com uma breve justificativa dos cálculos realizados.
1) O documento fornece dados físicos fundamentais como aceleração da gravidade, densidade da água, carga do elétron, velocidade da luz e constantes como constante de Planck.
2) Inclui também relações trigonométricas como seno e cosseno de 37 graus.
3) Apresenta 15 questões sobre mecânica newtoniana, termodinâmica, eletrostática e eletromagnetismo para exercitar o uso destes dados e relações.
O documento apresenta 5 exercícios de cálculo de calor envolvendo mudanças de estado da matéria e capacidade térmica. O primeiro exercício pede para calcular o calor específico e capacidade térmica de uma substância aquecida. O segundo pede para calcular o calor necessário para fundir gelo. O terceiro estende o segundo para gelo a temperatura negativa. O quarto pede para analisar um gráfico de processo calorimétrico. E o quinto envolve bloco de cobre aquecido em forno.
O documento discute os principais conceitos da termodinâmica, incluindo:
1) Termodinâmica estuda a relação entre energia térmica e trabalho mecânico.
2) É definido o trabalho realizado em processos de mudança de volume e pressão de gases.
3) A energia interna de um sistema depende da sua temperatura absoluta.
O documento discute momentos de inércia e sua relação com a massa e raio de rotação de corpos. Especificamente, calcula o momento de inércia de uma esfera de massa 25kg e raio 15cm, concluindo que é igual a 0,225 kg.m2.
O documento discute momentos de inércia e sua relação com a massa e raio de rotação de corpos. Especificamente, calcula o momento de inércia de uma esfera de massa 25kg e raio 15cm, concluindo que é igual a 0,225 kg.m2.
1) O documento discute os princípios da termodinâmica e sua aplicação em engenharia de materiais.
2) A primeira lei da termodinâmica é explicada, incluindo conceitos como energia interna, trabalho e calor.
3) Vários processos termodinâmicos são descritos, como processos adiabáticos, isotérmicos e cíclicos.
O documento discute o balanço de energia em sistemas químicos e industriais. Aborda conceitos como formas de energia (cinética, potencial, interna), trabalho e calor. Explica como medir e calcular essas grandezas e aplicá-las para analisar processos como bombeamento, reações químicas e geração de vapor.
A combinação que resulta em uma grandeza adimensional é A/B. A velocidade da bicicleta será máxima quando a coroa for a maior (R2) e a catraca for a menor (R3). O tempo necessário para o feixe de luz "varrer" a praia em cada volta é arctg (L/R) T/π.
O documento discute conceitos fundamentais da termodinâmica, incluindo:
1) Energia interna é a soma das energias cinéticas e potenciais das partículas de um corpo;
2) A energia interna de um gás perfeito depende apenas da temperatura, de acordo com a Lei de Joule;
3) O trabalho realizado em uma transformação gasosa depende da variação de volume e da pressão.
Termodinâmica: Primeira Lei, Trabalho e CalorCarlos Kramer
1. O documento discute os princípios da termodinâmica, incluindo a primeira lei da termodinâmica, energia interna, trabalho e calor.
2. É apresentado um exemplo de cálculo de variação de energia interna em um sistema que realiza trabalho e troca calor.
3. O documento também explica conceitos como sistema termodinâmico, trabalho reversível e irreversível, trabalho de compressão e expansão.
Este documento apresenta os conceitos fundamentais da 1a Lei da Termodinâmica e suas aplicações às transformações gasosas. Explica-se que a variação da energia interna de um gás (ΔU) é igual à quantidade de calor (Q) recebida menos o trabalho (τ) realizado. São descritas as transformações isobárica, isotérmica, isovolumétrica e adiabática, relacionando-as a ΔU, Q e τ.
1) A termodinâmica estuda as relações entre calor e trabalho durante fenômenos como expansão ou compressão de gases.
2) O trabalho sob pressão constante é calculado pela fórmula T = P(V2 - V1), onde P é pressão, V2 é volume final e V1 é volume inicial.
3) A energia interna de um gás perfeito depende apenas da temperatura.
O documento introduz os conceitos básicos de transmissão de calor por condução, convecção e radiação. Apresenta as leis de Fourier, Newton e Stefan-Boltzmann que regem esses mecanismos e exemplifica situações de sua ocorrência. Também aborda os cálculos de fluxo de calor em paredes planas isoladas ou não.
O documento discute conceitos termodinâmicos como calor, trabalho e a Primeira Lei da Termodinâmica. Explica que calor é energia transferida devido à diferença de temperatura entre um sistema e o ambiente, e que trabalho é outra forma de transferência de energia. Também define unidades de medição de calor como Joule e caloria, e conceitos como capacidade e calor específico que relacionam a quantidade de calor à variação de temperatura de um sistema.
O documento discute conceitos fundamentais da termodinâmica de sistemas gasosos. Ele apresenta 10 questões sobre: 1) o aquecimento das mãos devido ao atrito; 2) condições para um gás realizar trabalho; 3) associações corretas entre transformações gasosas e suas denominações. As respostas indicam que o aquecimento das mãos ocorre devido à conversão de energia mecânica em térmica durante o atrito; um gás realiza trabalho quando seu volume aumenta; e a associação correta entre transformações e
Lista de exercício (termodinâmica) com gabaritohainner2
O documento apresenta uma lista de exercícios sobre termodinâmica. Os itens 1 a 3 calculam a variação de energia interna para diferentes processos envolvendo ar e gases sob aquecimento ou expansão. Os itens 4 a 7 calculam variações de energia interna, trabalho e calor absorvido/liberado para sistemas gasosos sob diferentes processos. Os itens 8 a 10 determinam se processos envolvendo fusão, combustão e aquecimento são exotérmicos ou endotérmicos. Os itens 11 a 17 calculam variações de ener
Este documento apresenta resumos de problemas resolvidos relacionados ao capítulo 23 do livro Física 2 de Resnick, Halliday e Krane, que trata da teoria cinética dos gases e do gás ideal. São fornecidos detalhes da solução de problemas como o cálculo da profundidade de um tubo imerso na água e da pressão final de um gás aquecido em um dos recipientes ligados.
1) A termodinâmica estuda as relações entre calor e trabalho em sistemas como gases perfeitos. O trabalho realizado por um gás sob pressão constante é dado pelo produto da pressão pela variação de volume.
2) A energia interna de gases monoatômicos corresponde à energia cinética de translação das moléculas e depende da temperatura e do número de mols.
3) O primeiro princípio da termodinâmica é a aplicação do princípio da conservação de energia, onde a variação de energia
Este documento apresenta 10 exercícios sobre o Primeiro Princípio da Termodinâmica aplicado a sistemas gasosos. Os exercícios envolvem cálculos de variação de energia interna, trabalho mecânico e troca de calor em transformações isotérmicas, isométricas, isobáricas e para gases ideais.
Este documento apresenta 49 problemas resolvidos de física sobre temperatura, especificamente do capítulo 22 do livro Física de Resnick, Halliday e Krane. Os problemas abordam tópicos como lei de resfriamento de Newton, dilatação térmica, variação da densidade com a temperatura e erro em relógios de pêndulo devido à variação térmica. As soluções fornecem detalhes passo a passo dos cálculos envolvidos em cada problema.
Este documento apresenta 49 problemas resolvidos de física sobre temperatura, especificamente do capítulo 22 do livro Física de Resnick, Halliday e Krane. Os problemas abordam tópicos como lei de resfriamento de Newton, dilatação térmica, variação da densidade com a temperatura e erro em relógios de pêndulo devido à variação térmica. As soluções fornecem detalhes passo a passo dos cálculos envolvidos em cada problema.
O documento apresenta 5 exercícios de cálculo de calor envolvendo mudanças de estado da matéria e capacidade térmica. O primeiro exercício pede para calcular o calor específico e capacidade térmica de uma substância aquecida. O segundo pede para calcular o calor necessário para fundir gelo. O terceiro estende o segundo para gelo a temperatura negativa. O quarto pede para analisar um gráfico de processo calorimétrico. E o quinto envolve bloco de cobre aquecido em forno.
O documento discute os principais conceitos da termodinâmica, incluindo:
1) Termodinâmica estuda a relação entre energia térmica e trabalho mecânico.
2) É definido o trabalho realizado em processos de mudança de volume e pressão de gases.
3) A energia interna de um sistema depende da sua temperatura absoluta.
O documento discute momentos de inércia e sua relação com a massa e raio de rotação de corpos. Especificamente, calcula o momento de inércia de uma esfera de massa 25kg e raio 15cm, concluindo que é igual a 0,225 kg.m2.
O documento discute momentos de inércia e sua relação com a massa e raio de rotação de corpos. Especificamente, calcula o momento de inércia de uma esfera de massa 25kg e raio 15cm, concluindo que é igual a 0,225 kg.m2.
1) O documento discute os princípios da termodinâmica e sua aplicação em engenharia de materiais.
2) A primeira lei da termodinâmica é explicada, incluindo conceitos como energia interna, trabalho e calor.
3) Vários processos termodinâmicos são descritos, como processos adiabáticos, isotérmicos e cíclicos.
O documento discute o balanço de energia em sistemas químicos e industriais. Aborda conceitos como formas de energia (cinética, potencial, interna), trabalho e calor. Explica como medir e calcular essas grandezas e aplicá-las para analisar processos como bombeamento, reações químicas e geração de vapor.
A combinação que resulta em uma grandeza adimensional é A/B. A velocidade da bicicleta será máxima quando a coroa for a maior (R2) e a catraca for a menor (R3). O tempo necessário para o feixe de luz "varrer" a praia em cada volta é arctg (L/R) T/π.
O documento discute conceitos fundamentais da termodinâmica, incluindo:
1) Energia interna é a soma das energias cinéticas e potenciais das partículas de um corpo;
2) A energia interna de um gás perfeito depende apenas da temperatura, de acordo com a Lei de Joule;
3) O trabalho realizado em uma transformação gasosa depende da variação de volume e da pressão.
Termodinâmica: Primeira Lei, Trabalho e CalorCarlos Kramer
1. O documento discute os princípios da termodinâmica, incluindo a primeira lei da termodinâmica, energia interna, trabalho e calor.
2. É apresentado um exemplo de cálculo de variação de energia interna em um sistema que realiza trabalho e troca calor.
3. O documento também explica conceitos como sistema termodinâmico, trabalho reversível e irreversível, trabalho de compressão e expansão.
Este documento apresenta os conceitos fundamentais da 1a Lei da Termodinâmica e suas aplicações às transformações gasosas. Explica-se que a variação da energia interna de um gás (ΔU) é igual à quantidade de calor (Q) recebida menos o trabalho (τ) realizado. São descritas as transformações isobárica, isotérmica, isovolumétrica e adiabática, relacionando-as a ΔU, Q e τ.
1) A termodinâmica estuda as relações entre calor e trabalho durante fenômenos como expansão ou compressão de gases.
2) O trabalho sob pressão constante é calculado pela fórmula T = P(V2 - V1), onde P é pressão, V2 é volume final e V1 é volume inicial.
3) A energia interna de um gás perfeito depende apenas da temperatura.
O documento introduz os conceitos básicos de transmissão de calor por condução, convecção e radiação. Apresenta as leis de Fourier, Newton e Stefan-Boltzmann que regem esses mecanismos e exemplifica situações de sua ocorrência. Também aborda os cálculos de fluxo de calor em paredes planas isoladas ou não.
O documento discute conceitos termodinâmicos como calor, trabalho e a Primeira Lei da Termodinâmica. Explica que calor é energia transferida devido à diferença de temperatura entre um sistema e o ambiente, e que trabalho é outra forma de transferência de energia. Também define unidades de medição de calor como Joule e caloria, e conceitos como capacidade e calor específico que relacionam a quantidade de calor à variação de temperatura de um sistema.
O documento discute conceitos fundamentais da termodinâmica de sistemas gasosos. Ele apresenta 10 questões sobre: 1) o aquecimento das mãos devido ao atrito; 2) condições para um gás realizar trabalho; 3) associações corretas entre transformações gasosas e suas denominações. As respostas indicam que o aquecimento das mãos ocorre devido à conversão de energia mecânica em térmica durante o atrito; um gás realiza trabalho quando seu volume aumenta; e a associação correta entre transformações e
Lista de exercício (termodinâmica) com gabaritohainner2
O documento apresenta uma lista de exercícios sobre termodinâmica. Os itens 1 a 3 calculam a variação de energia interna para diferentes processos envolvendo ar e gases sob aquecimento ou expansão. Os itens 4 a 7 calculam variações de energia interna, trabalho e calor absorvido/liberado para sistemas gasosos sob diferentes processos. Os itens 8 a 10 determinam se processos envolvendo fusão, combustão e aquecimento são exotérmicos ou endotérmicos. Os itens 11 a 17 calculam variações de ener
Este documento apresenta resumos de problemas resolvidos relacionados ao capítulo 23 do livro Física 2 de Resnick, Halliday e Krane, que trata da teoria cinética dos gases e do gás ideal. São fornecidos detalhes da solução de problemas como o cálculo da profundidade de um tubo imerso na água e da pressão final de um gás aquecido em um dos recipientes ligados.
1) A termodinâmica estuda as relações entre calor e trabalho em sistemas como gases perfeitos. O trabalho realizado por um gás sob pressão constante é dado pelo produto da pressão pela variação de volume.
2) A energia interna de gases monoatômicos corresponde à energia cinética de translação das moléculas e depende da temperatura e do número de mols.
3) O primeiro princípio da termodinâmica é a aplicação do princípio da conservação de energia, onde a variação de energia
Este documento apresenta 10 exercícios sobre o Primeiro Princípio da Termodinâmica aplicado a sistemas gasosos. Os exercícios envolvem cálculos de variação de energia interna, trabalho mecânico e troca de calor em transformações isotérmicas, isométricas, isobáricas e para gases ideais.
Este documento apresenta 49 problemas resolvidos de física sobre temperatura, especificamente do capítulo 22 do livro Física de Resnick, Halliday e Krane. Os problemas abordam tópicos como lei de resfriamento de Newton, dilatação térmica, variação da densidade com a temperatura e erro em relógios de pêndulo devido à variação térmica. As soluções fornecem detalhes passo a passo dos cálculos envolvidos em cada problema.
Este documento apresenta 49 problemas resolvidos de física sobre temperatura, especificamente do capítulo 22 do livro Física de Resnick, Halliday e Krane. Os problemas abordam tópicos como lei de resfriamento de Newton, dilatação térmica, variação da densidade com a temperatura e erro em relógios de pêndulo devido à variação térmica. As soluções fornecem detalhes passo a passo dos cálculos envolvidos em cada problema.
www.TutoresEscolares.Com.Br - Física - Exercícios Resolvidos de CalorimetriaTuotes Escolares
O calor específico da água é 1 cal/g°C. Pelo princípio da conservação de energia, a soma dos calores iniciais deve ser igual à soma dos calores finais. Fazendo a conta, obtém-se:
100 * 1 * T + 200 * 1 * 20 = 100 * 1 * 8 + 200 * 1 * T
300T + 4000 = 800 + 200T
300T = 3200
T = 16°C
Portanto, a alternativa correta é d.
O documento discute os três mecanismos de transferência de calor: condução, convecção e radiação. A condução ocorre no contato direto entre moléculas, a convecção em fluidos como líquidos e gases, e a radiação propaga-se por ondas eletromagnéticas mesmo no vácuo. Além disso, aborda conceitos como coeficiente de condutibilidade térmica, dilatação térmica, mudança de fase, termodinâmica e máquinas térmicas.
Este documento apresenta 61 problemas resolvidos de física sobre corrente elétrica e resistência, extraídos do livro Física de Resnick, Halliday e Krane. As soluções incluem cálculos de carga elétrica, energia, temperatura, velocidade, tempo e outros parâmetros elétricos e térmicos.
Este documento apresenta a resolução de 45 problemas relacionados ao capítulo 26 do livro "Física 2", 4a edição, de Resnick, Halliday e Krane, publicado pela LTC. Os problemas envolvem cálculos de rendimento de máquinas térmicas, variação de entropia em processos de transferência de calor e análise termodinâmica de ciclos. As soluções fornecem detalhes dos cálculos e apresentam as respostas em unidades do Sistema Internacional.
Questões Corrigidas, em Word: Calorimetria - Conteúdo vinculado ao blog ...Rodrigo Penna
Este arquivo faz parte do banco de materiais do Blog Física no Enem: http://fisicanoenem.blogspot.com/ . A ideia é aumentar este banco, aos poucos e na medida do possível. Para isto, querendo ajudar, se houver erros, avise-nos: serão corrigidos. Lembre-se que em Word costumam ocorrer problemas de formatação. Se quiser contribuir ainda mais para o banco, envie a sua contribuição, em Word, o mais detalhada possível para ser capaz de Ensinar a quem precisa Aprender. Ela será disponibilizada também, com a devida referência ao autor. Pode ser uma questão resolvida, uma apostila, uma aula em PowerPoint, o link de onde você a colocou, se já estiver na rede. Comente à vontade no blog. Afinal, é justamente assim que ensinamos a nossos alunos.
O documento apresenta constantes físico-químicas e definições de termos. São listadas constantes como a constante de Avogadro, constante de Faraday, volume molar de gás ideal e constante dos gases. Também são definidos termos como condições normais de temperatura e pressão e condições padrão.
Este documento discute trocas de calor entre substâncias e sistemas térmicos. Ele explica que diferentes substâncias necessitam de quantidades diferentes de calor para variar sua temperatura, dependendo de sua massa e calor específico. Também apresenta exercícios resolvidos utilizando a fórmula Q=m*c*ΔT para calcular trocas de calor. Por fim, pede atividades como interpretar seções do texto e resolver exercícios sobre calorimetria em sistemas térmicos isolados.
1) O documento apresenta um resumo da aula sobre calor e primeira lei da termodinâmica, incluindo definições de calor, capacidade calorífica e calor latente.
2) Explica como medir experimentalmente o calor específico de um corpo usando um calorímetro e apresenta um exemplo numérico.
3) Discutem processos termodinâmicos como compressão e expansão de gases, representados em diagramas PV, e a relação entre trabalho e energia interna.
1. Explica a diferença entre calor e temperatura, definindo calor como energia em trânsito entre corpos de temperaturas diferentes e temperatura como propriedade ligada à agitação molecular.
2. Descreve o que é calor específico e capacidade térmica, relacionando-os à quantidade de calor necessária para variar a temperatura de uma substância ou corpo.
3. Explica que para manter a temperatura da água constante durante a fervura é necessário abaixar o fogo para compensar a perda de calor da
Física - VideoAulas Sobre Exercícios Calorimetria resolvidos. Cadastre-se em nosso site para receber em seu e-mail nosso material dessa videoaula : www.AulasEnsinoMedio.com.br - contato@AulasEnsinoMedio.com.br ou ligue: 3496-6642 ou 21 8508-7471
1) Conversão de escalas de temperatura entre Celsius e Fahrenheit. A temperatura em Fahrenheit equivalente a -10°C é -29,2°F.
2) Existe espaço entre estruturas para permitir dilatação térmica e evitar sobreposição caso haja aumento de temperatura.
3) O cálculo total de calor para aquecer gelo até vapor é de 73 kcal.
Este documento apresenta resumos de problemas resolvidos relacionados ao capítulo 23 do livro Física 2 de Resnick, Halliday e Krane, que trata da teoria cinética dos gases e do gás ideal. Os problemas abordam tópicos como pressão em tubos imersos em água, misturas de gases, balões de ar quente e processos termodinâmicos como compressão adiabática de gases. As soluções fornecem cálculos passo a passo utilizando equações como a lei dos gases ideais e a primeira lei da ter
1) O documento apresenta um simulado de física com 9 questões sobre trocas de calor e mudanças de estado da matéria.
2) A questão 1 pede para calcular a temperatura final de equilíbrio térmico quando se misturam ferro e água.
3) A questão 7 pede para calcular o calor latente de fusão usando dados sobre uma substância que muda de estado.
4) A questão 9 pede para calcular propriedades térmicas de uma substância usando informações sobre suas mudanças de estado.
1) O documento apresenta um simulado de física com 9 questões sobre trocas de calor e mudanças de estado da matéria.
2) A questão 1 pede para calcular a temperatura final de equilíbrio térmico quando se misturam ferro e água.
3) A questão 7 pede para calcular o calor latente de fusão usando dados sobre uma substância que muda de estado.
4) A questão 9 pede para calcular propriedades térmicas de uma substância usando informações sobre suas mudanças de estado.
O documento apresenta dois exemplos de cálculos estequiométricos baseados no efeito térmico de reações químicas. No primeiro exemplo, calcula-se que a combustão de 24g de carbono liberta 787Kj de calor. No segundo exemplo, determina-se que são necessários 107,04Kj de calor para decompor 60g de carbonato de cálcio.
Transferencia de calor_apontamentos_loc_2014_2015Jorge Vieira
1. O documento apresenta informações sobre os diferentes mecanismos de transferência de calor, incluindo condução, convecção e radiação.
2. São fornecidas as equações que quantificam a taxa de transferência de calor para cada mecanismo, assim como as propriedades associadas como condutibilidade térmica, coeficiente de convecção e emissividade.
3. O conceito de resistência térmica é introduzido como uma abordagem útil para analisar sistemas onde ocorrem trocas de calor entre vários meios.
1) O documento discute os fundamentos da mecânica quântica, incluindo a radiação do corpo negro, o efeito fotoelétrico e o efeito Compton.
2) Max Planck introduziu a ideia de quanta de energia para explicar a radiação do corpo negro.
3) Einstein explicou o efeito fotoelétrico usando a hipótese de que a luz é constituída de quanta de energia chamados fótons.
4) Compton confirmou a natureza corpuscular da luz ao
1) O documento discute os fundamentos da mecânica quântica, incluindo a radiação do corpo negro, o efeito fotoelétrico, o efeito Compton e o princípio da incerteza de Heisenberg.
2) A mecânica quântica surgiu para explicar fenômenos como a distribuição espectral da radiação do corpo negro que não podiam ser explicados pela física clássica.
3) Um dos principais conceitos da mecânica quântica é seu caráter
1) O documento discute os fundamentos da mecânica quântica, incluindo a radiação do corpo negro, o efeito fotoelétrico e o efeito Compton.
2) Max Planck postulou que a energia só pode ser emitida ou absorvida em quanta para explicar a radiação do corpo negro.
3) Experimentos como o efeito fotoelétrico e o efeito Compton mostraram que a luz se comporta como partículas (fótons) e ondas.
1) O documento discute os fundamentos da mecânica quântica, incluindo a radiação do corpo negro, o efeito fotoelétrico, o efeito Compton e o princípio da incerteza de Heisenberg.
2) A mecânica quântica surgiu para explicar fenômenos como a distribuição espectral da radiação do corpo negro que não podiam ser explicados pela física clássica.
3) Max Planck postulou que a energia só pode ser emitida ou absorvida em
O documento descreve cálculos matemáticos relacionados a operadores, incluindo a definição de um operador, propriedades do comutador entre operadores Sx e Sy, e cálculos para determinar coeficientes de matrizes.
Este documento apresenta um resumo sobre introdução à mecânica quântica, abordando conceitos como radiação do corpo negro, efeito fotoelétrico, efeito Compton, dualidade onda-partícula e princípio da incerteza de Heisenberg. O documento explica como esses conceitos levaram ao desenvolvimento da mecânica quântica para explicar fenômenos que a física clássica não conseguia.
1) O documento discute conceitos fundamentais da mecânica quântica, incluindo vetores de estado, espaços vetoriais, produto escalar e bases linearmente independentes.
2) Os vetores de estado da mecânica quântica formam um espaço vetorial sobre os números complexos, e as propriedades dos espaços vetoriais como soma e multiplicação por escalares se aplicam.
3) O produto escalar entre vetores mapeia pares ordenados de vetores para números, obedecendo propriedades como conjugação, positividade e linearidade
O documento apresenta 68 problemas resolvidos de física sobre potencial elétrico, extraídos do livro Resnick, Halliday, Krane - Física 3 - 4a Edição. Os problemas abordam tópicos como cálculo de distâncias entre cargas para que a energia potencial seja nula, determinação de potencial elétrico no centro de um anel carregado e cálculo de componentes do campo elétrico gerado por distribuições de carga uniforme.
Este documento apresenta a resolução de vários problemas de física relacionados a ondas sonoras. O Problema 21 calcula a densidade de energia de uma onda sonora a uma distância dada de uma fonte sonora. O Problema 39 determina as frequências de ressonância de um tubo aberto em ambas as extremidades quando exposto a ondas sonoras em diferentes frequências. O Problema 49 calcula a tensão em uma corda de violino usando as frequências de ressonância medidas quando exposta a ondas sonoras.
Este documento lista 75 problemas resolvidos de física sobre oscilações harmônicas simples, extraídos do livro Física de Resnick, Halliday e Krane. As soluções incluem cálculos de período, frequência, velocidade e aceleração para osciladores harmônicos. Alguns problemas abordam sistemas com duas molas acopladas.
Este documento resume um problema de física sobre mecânica estatística extraído do livro Física 2 de Resnick, Halliday e Krane. O problema calcula a energia média quadrática Erms utilizando a distribuição de Maxwell-Boltzmann e explica porque Erms é diferente de 1⁄2mvrms2, que representa a média aritmética e não a quadrática.
Este documento apresenta a resolução de vários problemas relacionados à lei da indução de Faraday. O problema 33 trata de um bastão se movendo em um campo magnético não uniforme gerado por uma corrente elétrica. Ele é resolvido em 5 etapas: (1) calcular a fem induzida no bastão, (2) calcular a corrente induzida, (3) calcular a taxa de dissipação de energia, (4) calcular a força externa necessária para manter o movimento do bastão e (5) comparar esta força com a taxa
1) O documento apresenta problemas resolvidos de física relacionados à lei de Gauss, extraídos do livro Resnick, Halliday, Krane - Física 3 - 4a Edição.
2) O problema 47 trata do cálculo da carga total e do campo elétrico dentro de uma esfera não condutora com distribuição de cargas não uniforme.
3) O problema 50 calcula a distância entre dois elétrons no modelo de Thomson para o átomo de hélio, equilibrando as forças elétricas sobre cada elétron.
Este documento apresenta resumos de problemas resolvidos de física relacionados ao capítulo 35 - A Lei de Ampère do livro Física 3 de Resnick, Halliday, Krane. Os resumos incluem soluções detalhadas para 12 problemas que envolvem cálculos do campo magnético gerado por diferentes configurações de correntes elétricas.
1) O documento apresenta uma lista de 76 problemas resolvidos de física sobre gravitação, extraídos do livro Física 2 de Resnick, Halliday, Krane.
2) Vários problemas envolvem cálculos da força gravitacional em diferentes configurações geométricas e situações.
3) O problema 33 trata da aceleração de um foguete até uma velocidade inicial de 2(gRT)1/2 e mostra que ele escapará da Terra nessas condições.
Este documento resume 15 problemas resolvidos de física sobre dinâmica de fluidos extraídos do livro Resnick, Halliday, Krane - Física 2. Os problemas abordam tópicos como diferença de pressão em ventos fortes, força sobre janelas em edifícios, lei de Torricelli para jatos de fluidos e cálculo do volume de água que escoará por um cano.
Este documento apresenta resumos de problemas resolvidos de física relacionados ao capítulo 27 do livro Física de Resnick, Halliday, Krane - 4a edição sobre carga elétrica e lei de Coulomb. Os problemas abordam cálculos envolvendo força elétrica, carga elétrica e movimento harmônico simples.
1) O documento apresenta 63 problemas resolvidos sobre capacitores e dielétricos, baseados no capítulo 31 do livro Física 3 de Resnick, Halliday e Krane.
2) A solução do problema 26 mostra que a capacitância de um capacitor de placas não paralelas é dada por C = ε0a2(1 - aθ/2d), considerando θ muito pequeno.
3) A solução do problema 38 demonstra que metade da energia potencial elétrica de um capacitor cilíndrico é acumulada dentro de um cil
1) O documento apresenta 63 problemas resolvidos sobre capacitores e dielétricos, baseados no capítulo 31 do livro Física 3 de Resnick, Halliday, Krane.
2) A solução do problema 26 mostra que a capacitância de um capacitor de placas não paralelas é dada por C = ε0a2(1 - aθ/2d), para valores pequenos de θ.
3) A solução do problema 38 demonstra que metade da energia potencial elétrica de um capacitor cilíndrico é acumulada dentro de um cil
Este documento apresenta 64 problemas resolvidos de física sobre o capítulo 34 - O Campo Magnético do livro Física 3 de Resnick, Halliday e Krane. Os problemas abordam conceitos como campo magnético criado por correntes elétricas, força sobre cargas em movimento em campo magnético, momento magnético e torque. As soluções fornecem detalhes dos cálculos e raciocínios físicos envolvidos em cada problema.
1. PROBLEMAS RESOLVIDOS DE FÍSICA
Prof. Anderson Coser Gaudio
Departamento de Física – Centro de Ciências Exatas – Universidade Federal do Espírito Santo
http://www.cce.ufes.br/anderson
anderson@npd.ufes.br Última atualização: 29/09/2005 12:23 H
RESNICK, HALLIDAY, KRANE, FÍSICA, 4.ED.,
LTC, RIO DE JANEIRO, 1996.
FÍSICA 2
Capítulo 25 - Calor e Primeira
Lei da Termodinâmica
Problemas
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
51 52 53 54 55 56 57 58 59 60
61 62 63
2. Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
Problemas Resolvidos
02. Icebergs no Atlântico Norte representam riscos ao tráfego de navios (veja a Fig. 22), fazendo
com que a extensão das rotas de navegação aumente em cerca de 30% durante a temporada de
icebergs. Tentativas de destruição dessas montanhas de gelo incluem a implantação de
explosivos, bombardeio, torpedeamento, colisão e pintura com negro de fumo. Suponha que se
tente derreter o iceberg, pela colocação de fontes de calor sobre o gelo. Quanto calor é
necessário para derreter 10% de um iceberg de 210.000 toneladas?
(Pág. 235)
Solução.
A massa de gelo a ser derretida (m) é:
m = 0,1m0
onde m0 é a massa total do iceberg. A quantidade de calor necessária para fundir uma massa m de
gelo é dada por:
Q = L f m0 (1)
onde Lf é o calor latente de fusão do gelo (obtido a partir da Tabela 2, pag. 220). Substituindo-se os
valores numéricos em (1):
Q = (3,33 × 10 5 J/mol)0,1(2,1 × 10 8 kg) = 6,993 × 1012 J
Q ≈ 7,0 TJ
[Início]
06. Usa-se um pequeno aquecedor elétrico de imersão para ferver 136 g de água para uma xícara de
café instantâneo. O aquecedor está especificado para 220 watts. Calcule o tempo necessário
para se trazer essa água de 23,5oC ao ponto de ebulição, ignorando quaisquer perdas de calor.
(Pág. 235)
Solução.
A potência (P) é definida pela seguinte equação diferencial
dQ
P=
dt
Nesta equação, dQ é o calor transferido durante o intervalo de tempo dt. Resolvendo-se em função
de dQ:
dQ = P × dt
Se a potência não possui dependência em relação à temperatura, pode-se fazer:
Q = P × Δt
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3. Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
Logo, o intervalo de tempo procurado é dado por:
Q
Δt = (1)
P
O calor necessário para aquecer uma massa m de água de uma temperatura ΔT é dado por:
Q = mcΔT = mc(T − T0 ) (2)
Nesta equação, c é o calor específico da água. Substituindo-se (2) em (1):
mc(T − T0 )
Δt =
P
(0,136 kg)(4.190 J/K.mol)(76,5 K )
Δt = = 198,1489 s
(220 W)
Δt ≈ 198 s
[Início]
09. Calcule a quantidade mínima de calor exigida para derreter completamente 130 g de prata
inicialmente a 16,0oC. Suponha que o calor específico não varie com a temperatura.
(Pág. 235)
Solução.
O processo de aquecimento e fusão da massa m de prata pode ser representado pelo seguinte
esquema:
aquecim. fusão
Prata(s) Prata(s) Prata(l)
Qaq Qfus
T0 Tf Tf
O calor transferido durante o aquecimento é:
Qaq = mcΔTaq = mc (T f − T0 ) (1)
Qaq = (0,130 kg )(236 J/kg.K)(1. 234,0 K − 288,2 K )
Qaq = 29.018,678 J
Na equação (1), c é o calor específico da prata (obtido a partir da Tabela 20-1, pag. 185). O calor
transferido durante a fusão é:
Q fus = L f m (2)
Nesta equação, Lf é o calor latente de fusão da prata (obtido a partir da Tabela 20-2, pag. 186).
Substituindo-se os valores numéricos em (2):
Q fus = (105.000 J/kg )(0,130 kg )
Q fus = 13.650 J
Portanto:
Q = Qaq + Q fus = 42.668,678 J
Q ≈ 42,7 kJ
[Início]
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4. Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
22. A capacidade calorífica molar da prata, medida à pressão atmosférica, varia com a temperatura
entre 50 e 100 K de acordo com a equação empírica
C = 0,318 T − 0,00109 T 2 − 0,628,
onde C está em J/mol.K e T está em K. Calcule a quantidade de calor necessária para elevar 316
g de prata de 50,0 para 90,0 K. A massa molar de prata é 107,87 g/mol.
(Pág. 236)
Solução.
Partindo-se da equação diferencial
dQ = nC (T ) dT
onde dQ é o calor transferido devido à variação de temperatura dT, n é o número de moles e C(T) é o
calor específico molar, tem-se que:
T
Q = n ∫ C (T ) dT
T0
Substituindo-se a expressão fornecida para o calor specífico molar C(T):
m T
M ∫T0
Q= (0,318T − 0,00109T 2 − 0,628)dT
T
m ⎛ 0,318 2 0,00109 3 ⎞
Q= ⎜ T − T − 0,628T ⎟
M⎝ 2 3 ⎠ T0
(0,316 g)
Q= × 248,32666
107,87 g/mol)
Q = 727 ,46107 J
Q ≈ 727 J
[Início]
32. O gás dentro de uma câmara passa pelo ciclo ilustrado na Fig. 24. Determine o calor resultante
acrescentado ao gás durante o processo CA se QAB = 20 J, QBC = 0 e QBCA = −15 J.
(Pág. 236)
Solução.
Como o processo termodinâmico em questão é cíclico, pode-se afirmar que a variação da energia
interna (ΔEint) é zero:
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5. Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
ΔEint = 0
Da Primeira Lei da Termodinâmica tem-se que:
Q ABCA + W ABCA = 0
Q AB + QBC + QCA + W AB + WBCA = 0 (1)
Substituindo-se os valores numéricos fornecidos em (1):
(20 J) + 0 + QCA + 0 + (−15 J ) = 0
QCA = −5 J
[Início]
34. A Fig. 25a mostra um cilindro que contém gás, fechado por um pistão móvel e submerso em
uma mistura de gelo-água. Empurra-se o pistão para baixo rapidamente da posição 1 para a
posição 2. Mantém-se o pistão na posição 2 até que o gás esteja novamente a 0oC e, então, ele é
levantado lentamente de volta à posição 1. A Fig. 25b é um diagrama pV para o processo. Se
122 g de gelo são derretidos durante o ciclo, quanto trabalho se realizou sobre o gás?
(Pág. 237)
Solução.
Em qualquer ciclo termodinâmico a variação da energia interna do sistema é zero.
ΔEint = Q + W = 0
W = −Q (1)
Nesta equação, Q é o calor total transferido no ciclo e W é o trabalho total realizado sobre o
sistema. Como 122 g de gelo foram derretidos durante o ciclo, isto significa que uma quantidade de
calor necessária para fundir esse gelo foi perdida pelo sistema (calor com sinal −). O calor foi
perdido pelo sistema por que a mistura gelo-água não pertence ao sistema, que é constituído pelo
gás no interior do pistão. Essa quantidade de calor vale:
Q = − L f m = −(79,55 cal/g ).(122 g ) = −9.705,01 cal
Nesta equação, Lf é o calor latente de fusão do gelo (obtido a partir da Tab. 2, pág. 220) e m é a
massa de gelo fundido. Portanto, obtém o trabalho executado sobre o sistema (trabalho com sinal +,
de acordo com a convenção adotada neste livro) substituindo-se o valor numérico do calor em (1):
W = −Q = −( −9.705,01 cal) = 9.705,01 cal
W ≈ 9,71 kcal
[Início]
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39. Quando se leva um sistema do estado i ao estado f ao longo do trajeto iaf da Fig. 26, descobre-se
que Q = 50 J eW = −20 J. Ao longo do trajeto ibf, Q = 36 J. (a) Qual o valor de W ao longo do
trajeto ibf? (b) Se W = +13 J para o trajeto curvo fi de retorno, quanto vale Q para este trajeto?
(c) Tome Eint,i = 10 J. Quanto vale Eint,f? (d) Se Eint,b = 22 J, encontre Q para o processo ib e o
processo bf.
(Pág. 237)
Solução.
(a) Caminho iaf:
ΔE int,if = ΔE int,iaf = Qiaf + Wiaf = (50 J ) + ( −20 J )
ΔE int,if = 30 J
Caminho ibf:
ΔE int,if = ΔE int,ibf = Qibf + Wibf
Wibf = ΔE int,ibf − Qibf = (30 J ) − (36 J )
Wibf = −6 J
(b) Caminho curvo fi:
ΔE int, fi = − ΔE int,if = Q fi + W fi
Q fi = − ΔE int,if − W fi = ( −30 J ) − (13 J )
Q fi = −43 J
(c)
ΔE int,if = E int, f − E int,i
E int, f = ΔE int,if + E int,i = (30 J ) + (10 J )
E int, f = 40 J
(d)
ΔE int,ib = E int,b − E int,i = ( 22 J ) − (10 J )
ΔE int,ib = 12 J
Wib = Wibf = −6 J
ΔE int,ib = Qib + Wib
Qib = ΔE int,ib − Wib = (12 J ) − ( −6 J )
Qib = 18 J
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7. Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
ΔE int,bf = E int, f − E int,b = ( 40 J ) − ( 22 J )
ΔE int,b = 18 J
[Início]
40. O gás dentro de uma câmara sofre os processos mostrados no diagrama pV da Fig. 27. Calcule o
calor resultante adicionado ao sistema durante um ciclo completo.
(Pág. 237)
Solução.
Durante um ciclo termodinâmico a variação da energia interna (ΔE) do sistema é zero,
ΔE = Q + W = 0
Q = −W (1)
Nesta equação, Q é o calor resultante transferido durante o ciclo e W é o trabalho resultante
executado sobre o sistema. Para se obter o calor resultante basta calcular o trabalho realizado sobre
o sistema e substituí-lo em (1).
O trabalho realizado sobre o sistema corresponde à área do semicírculo mostrado na figura (pela
convenção adotada neste livro, o trabalho num ciclo anti-horário é positivo). Embora seja tentador
calcular essa área diretamente a partir da figura, este procedimento não é possível porque as escalas
da ordenada e da abscissa são diferentes. No entanto, se as escalas dos eixos forem ignoradas é
possível contornar essa dificuldade.
Admitindo-se que cada quadrado do diagrama tenha uma unidade de comprimento (1 uc) de aresta,
implica em que cada quadrado tenha uma unidade de área (1 ua). O semicírculo possui raio R = 1,5
uc e sua área vale:
1 1
A = πR 2 = π 1,5 2 = 3,534291 ua
2 2
Pode-se calcular a quantidade de trabalho que corresponde a cada quadrado no diagrama (Wq),
multiplicando-se os valores da pressão (1 Mpa) e do volume (1 l = 1×10-3 m3) correspondentes a um
quadrado.
Wq = (10 MPa ).(1 × 10 −3 m 3 ) = 10 kJ/ua
Portanto, o trabalho correspondente ao semicírculo do diagrama vale:
W = A × Wq = 3,534291 ua × 10 kJ/ua = 35,34291 kJ
Substituindo-se o valor de W em (1):
Q = −(35,34291 kJ )
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Q ≈ −35 kJ
Obs.: O enunciado do problema insinua que o calor transferido deveria ser positivo (calor
adicionado ao sistema). No entanto, isso só ocorreria se o trabalho resultante executado no ciclo
fosse positivo, o que não está em acordo com a convenção adotada neste livro.
[Início]
43. Um motor faz com que 1,00 mol de um gás ideal monoatômico percorra o ciclo mostrado na
Fig. 28. O processo AB ocorre a volume constante, o processo BC é adiabático e o processo CA
ocorre a pressão constante. (a) Calcule o calor Q, a variação de energia interna ΔEint e o trabalho
W para cada um dos três processos e para o ciclo como um todo. (b) Se a pressão inicial no
ponto A é 1,00 atm, encontre a pressão e o volume nos pontos B e C. Use 1 atm = 1,013 × 105
Pa e R = 8,314 J/K.mol.
(Pág. 237)
Solução.
(a)
Q AB = nC v ΔT AB = (1,00 mol)3/2(8,314 J/K.mol)(300 K ) = 3.741,3 J
Q AB ≈ 3,74 kJ
QBC = 0
QCA = nC p ΔTCA = (1,00 mol)5/2(8, 314 J/K.mol)(-155 K ) = −3.221,675 J
QCA ≈ −3,22 kJ
W AB = 0
WBC = ΔEint BC = nC v ΔTBC = (1,00 mol)3/2(8,314 J/K.mol)(145 K )
WBC = −1.808,295 J ≈ −1,81 kJ
WCA = ΔEint CA − QCA = nC v ΔTCA − QCA
WCA = (1,00 mol)3/2(8,314 J/K.mol)(-155 K ) − (−3.221,675 J ) = 1.288,67 J
WCA ≈ 1,29 kJ
ΔEint AB = Q AB + W AB = (3.741,3 J) + 0 = 3.741,3 J
ΔEint AB ≈ 3,74 J
ΔEint BC = QBC + WBC = 0 + (−1.808,295 J ) = −1.808,295 J
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9. Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
ΔEint BC ≈ −1,89 J
ΔEint CA = QCA + WCA = (−3.221,675 J) + 1.288,67 J = −1.933,005 J
ΔEint CA ≈ −1,93 J
(b)
p AV A p BVB
=
TA TB
Mas:
V A = VB
Logo:
p A pB
=
T A TB
(1,00 atm)(600 K )
pB =
(300 K )
p B = 2,00 atm
pC = p A = 1,00 atm
p AV A = nRTA
nRTA (1,00 mol)(8,314 J/K.mol)(300 K )
VA = = = 0,024621 m 3
pA (1,013 × 10 5 Pa )
VB = V A ≈ 24,6 dm 3
V A VC
=
TA TC
(24,621 dm 3 )(455 K )
VC = = 37,343 dm 3
(300 K )
Vc ≈ 37,3 dm 3
[Início]
44. Um cilindro tem um pistão metálico de 2,0 kg bem ajustado cuja área de seção reta é 2,0 cm2
(Fig. 29). O cilindro contém água e vapor a temperatura constante. Observa-se que o pistão cai
lentamente à velocidade de 0,30 cm/s porque o calor flui para fora do cilindro através de suas
paredes. Quando isso acontece, parte do vapor condensa-se na câmara. A massa específica do
vapor dentro da câmara é 6,0 × 10−4 g/cm3 e a pressão atmosférica é 1,0 atm. (a) Calcule a taxa
de condensação do vapor. (b) A que taxa o vapor está saindo da câmara? (c) Qual é a taxa de
variação da energia interna do vapor e da água dentro da câmara?
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10. Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
(Pág. 238)
Solução.
(a) O problema está pedindo para determinar dm/dt, a taxa de conversão de vapor d’água em água
líquida. Para se obter a taxa pedida, pode-se começar pela velocidade de queda do pistão, vp, que
vamos adotar como sendo negativa, pois está associada à diminuição de volume do interior do
cilindro.
dx dx A
vp = − =− × (1)
dt dt A
1 dV
vp = − × (2)
A dt
Na equação (1), dV/dt é a taxa de variação do volume do recipiente e A é a área do pistão. A
densidade do vapor é dada por:
dm
ρ=
dV
dm
dV = (3)
ρ
Substituindo-se (3) em (2):
1 dm
vp = − ×
ρA dt
dm
= −v p ρA = −(0,30 cm/s)(6,0 × 10 − 4 g/cm 3 )(2,0 cm 2 )
dt
dm
= −3,6 × 10 − 4 g/s
dt
O sinal negativo de dm/dt significa que há redução da quantidade de vapor d’água (condensação)
com o tempo.
(b) A fonte de calor no interior da câmara é a condensação da água. Como se trata de uma mudança
de fase, o calor é transferido na forma de calor latente de vaporização (Lv).
Q = Lv m
dQ dm
= Lv = ( 2.256 kJ/kg )( −3,6 × 10 − 4 g/s ) = −8,12160 × 10 − 4 kJ/s
dt dt
dQ
≈ −0,81 J/s
dt
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O sinal negativo de dQ/dt significa que o calor está sendo transferido para fora do sistema.
(c) A variação da energia interna do sistema é dada por:
dEint = dQ + dW = dQ − pdV
dEint dQ dV
= −p (4)
dt dt dt
A pressão interna do cilindro é dada por:
mp g
p = p0 + (5)
A
Substituindo-se (3) e (5) em (4):
dEint dQ m p g 1 dm
= − ( p0 + )
dt dt A ρ dt
dEint ⎡ (2,0 kg )(9,81 m/s 2 ) ⎤
= (−0,812160 J/s) − ⎢(1,01 × 10 5 Pa ) + ⎥×
dt ⎣ (2,0 × 10 − 4 m 2 ) ⎦
1
× 3
(−3,6 × 10 −7 kg/s) = −0,69054 J/s
(0,6 kg/m )
dEint
≈ −0,69 J/s
dt
A energia interna do sistema está diminuindo com o tempo devido à condensação de vapor. Nesse
processo, moléculas de água com elevada energia cinética passam para a fase líquida onde sua
energia cinética é enormemente diminuída.
[Início]
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