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.
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 contém 91 problemas resolvidos de física sobre oscilações, extraídos do livro "Fundamentos de Física 2" de Halliday, Resnick e Walker. As questões abordam tópicos como aceleração máxima, velocidade máxima, força aplicada, período de oscilação, energia potencial e cinética em movimento harmônico simples. As soluções fornecem os cálculos detalhados para chegar aos resultados.
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 apresenta 58 problemas resolvidos de física sobre o capítulo 28 - O Campo Elétrico do livro Física 3 de Resnick, Halliday e Krane. Os problemas abordam tópicos como campo elétrico criado por distribuições de carga pontual e extensa, linhas de campo elétrico, momento de dipolo elétrico entre outros. As soluções são fornecidas para que os estudantes possam verificar seus raciocínios.
Este documento fornece uma lista de exercícios resolvidos de termodinâmica para uma prova. Inclui questões sobre entropia e a segunda lei da termodinâmica, com respostas detalhadas. Também apresenta exercícios numéricos sobre processos termodinâmicos em gases ideais, como ciclos de Carnot, e cálculos de trabalho, calor e eficiência.
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 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 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.
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 contém 91 problemas resolvidos de física sobre oscilações, extraídos do livro "Fundamentos de Física 2" de Halliday, Resnick e Walker. As questões abordam tópicos como aceleração máxima, velocidade máxima, força aplicada, período de oscilação, energia potencial e cinética em movimento harmônico simples. As soluções fornecem os cálculos detalhados para chegar aos resultados.
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 apresenta 58 problemas resolvidos de física sobre o capítulo 28 - O Campo Elétrico do livro Física 3 de Resnick, Halliday e Krane. Os problemas abordam tópicos como campo elétrico criado por distribuições de carga pontual e extensa, linhas de campo elétrico, momento de dipolo elétrico entre outros. As soluções são fornecidas para que os estudantes possam verificar seus raciocínios.
Este documento fornece uma lista de exercícios resolvidos de termodinâmica para uma prova. Inclui questões sobre entropia e a segunda lei da termodinâmica, com respostas detalhadas. Também apresenta exercícios numéricos sobre processos termodinâmicos em gases ideais, como ciclos de Carnot, e cálculos de trabalho, calor e eficiência.
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 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 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.
Este documento apresenta uma lista de exercícios sobre mecânica quântica para aplicar os conceitos estudados nas aulas anteriores. Os exercícios abordam tópicos como função de onda, equação de Schrödinger, operadores momento e energia, princípio da incerteza e casos estacionários e não estacionários.
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.
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 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
Este documento apresenta 90 problemas resolvidos de física sobre fluidos estáticos e dinâmica, extraídos de livros didáticos populares. As seções incluem questões sobre pressão hidrostática, princípio de Pascal, lei de Torricelli, tubos em U e oscilações de nível em tubos. Resoluções detalhadas são fornecidas para cada problema com diagramas ilustrativos quando aplicável.
O documento introduz os principais conceitos da termodinâmica. Ele define termodinâmica como o estudo da conversão de calor em trabalho e traça sua origem histórica. Também descreve as leis da termodinâmica, abordagens macroscópica e microscópica, e aplicações industriais. Por fim, introduz conceitos-chave como sistema, propriedades de estado, equilíbrio e regra de fases de Gibbs.
1) O documento discute os princípios básicos da mecânica dos fluidos, incluindo a conservação da massa, quantidade de movimento e energia.
2) Apresenta o Teorema do Transporte de Reynolds (TTR), que relaciona a taxa de variação de propriedades em um sistema com fluxos através dos limites de um volume de controle.
3) Explica a aplicação do TTR para derivar equações de conservação para a massa, quantidade de movimento, energia e entropia.
O documento lista unidades de medida para quantidades físicas em diferentes sistemas, incluindo comprimento (m, ft), massa (kg, lbm), tempo (s, s). Também fornece conversões entre unidades como 1 km = 1000 m, 1 lb = 0,45 kg, e 1°C = 1,8°F + 32.
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.
1) Uma colisão eficaz ocorre quando as moléculas dos reagentes colidem com orientação geométrica favorável e energia cinética igual ou maior que a energia de ativação, culminando na formação de produtos.
2) São necessários o contato entre os reagentes, afinidade química entre eles, orientação geométrica favorável durante as colisões e energia cinética das moléculas reagentes igual ou maior que a energia de ativação.
3) O complexo ativado é uma estrutura intermediária
Este documento descreve um experimento sobre o movimento oscilatório de um pêndulo físico. Foram realizadas medidas do período de oscilação variando a distância do ponto de suspensão ao centro de massa. Os resultados mostraram que o período é menor quando o ponto de suspensão está na metade da distância, e que a energia mecânica total não é constante, indicando um movimento amortecido.
Física lei de lenz e indução eletromagnéticaFelipe Bueno
O documento discute a lei de Lenz, que completa os estudos de Faraday sobre indução eletromagnética. A lei de Lenz estabelece que a corrente induzida em um circuito sempre ocorre de modo a contrariar a variação do fluxo magnético que a originou. O documento também descreve características do campo magnético associado a uma espira circular e lista referências bibliográficas sobre física e eletromagnetismo.
O documento descreve conceitos fundamentais da termodinâmica, incluindo:
1) Termodinâmica estuda as transformações entre calor e trabalho.
2) Sistemas podem ser isolados, fechados, abertos ou adiabáticos.
3) O trabalho realizado em uma transformação gasosa depende da variação de volume do gás.
O documento discute conceitos fundamentais de calor e trocas térmicas, incluindo calor sensível, calor latente, capacidade térmica, calor específico e equilíbrio térmico. Fornece também equações e exemplos para calcular quantidades de calor envolvidas em processos térmicos como aquecimento, resfriamento e mudanças de estado.
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 descreve uma aula sobre a barreira de potencial em mecânica quântica. O objetivo da aula é aplicar o formalismo quântico ao caso de uma partícula incidindo em uma barreira de potencial retangular, considerando os casos de energia menor ou maior que a altura da barreira. O documento apresenta as soluções da equação de Schrödinger nas diferentes regiões e calcula as probabilidades de reflexão e transmissão para cada caso.
O documento apresenta uma série de questões resolvidas sobre Termodinâmica, incluindo conceitos como 1a e 2a Lei da Termodinâmica, Energia Interna, Ciclo de Carnot e trabalho de um gás. As questões abordam cálculos envolvendo esses conceitos, como cálculo de energia interna, trabalho realizado por um gás, rendimento de máquinas térmicas e refrigeradores de Carnot.
Física 02 - Temperatura, calor e a 1a lei da termodinâmicaWalmor Godoi
Este documento discute os conceitos fundamentais da termodinâmica, incluindo temperatura, calor, dilatação térmica e a Primeira Lei da Termodinâmica. Fornece exemplos para ilustrar esses conceitos e discute os mecanismos de transferência de calor, como condução, convecção e radiação.
1) O documento discute a primeira lei da termodinâmica e suas aplicações.
2) A primeira lei da termodinâmica corresponde ao princípio da conservação de energia, onde a variação na energia de um sistema é igual à quantidade de calor transferido mais o trabalho realizado.
3) Exemplos históricos e experimentais ilustram como a energia se conserva nas transformações termodinâmicas através da conversão entre calor, trabalho e variação de energia interna.
Este documento discute os principais conceitos e descobertas relacionadas à relatividade e eletromagnetismo. Ele começa com a relatividade restrita e mecânica relativística, seguido por eletrodinâmica relativística. O documento então explora experiências históricas que mediram a velocidade da luz e como as equações de Maxwell uniram eletricidade, magnetismo e óptica. Finalmente, discute como a relatividade restrita de Einstein reconciliou essas descobertas com a mecânica newtoniana.
Questões Corrigidas, em Word: Termodinâmica - 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.
Questões Corrigidas, em Word: Estudo dos Gases - Conteúdo vinculado ao blog...Rodrigo Penna
[1] O documento apresenta questões resolvidas sobre gases, abordando tópicos como trabalho de gases, transformações gasosas, termodinâmica e teoria cinética de gases. [2] Inclui gráficos de pressão versus volume e temperatura para ilustrar diferentes transformações gasosas como expansões isobáricas e isotérmicas. [3] Resolve exercícios envolvendo cálculos de trabalho, pressão, volume e temperatura usando a equação dos gases ideais.
Este documento apresenta uma lista de exercícios sobre mecânica quântica para aplicar os conceitos estudados nas aulas anteriores. Os exercícios abordam tópicos como função de onda, equação de Schrödinger, operadores momento e energia, princípio da incerteza e casos estacionários e não estacionários.
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.
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 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
Este documento apresenta 90 problemas resolvidos de física sobre fluidos estáticos e dinâmica, extraídos de livros didáticos populares. As seções incluem questões sobre pressão hidrostática, princípio de Pascal, lei de Torricelli, tubos em U e oscilações de nível em tubos. Resoluções detalhadas são fornecidas para cada problema com diagramas ilustrativos quando aplicável.
O documento introduz os principais conceitos da termodinâmica. Ele define termodinâmica como o estudo da conversão de calor em trabalho e traça sua origem histórica. Também descreve as leis da termodinâmica, abordagens macroscópica e microscópica, e aplicações industriais. Por fim, introduz conceitos-chave como sistema, propriedades de estado, equilíbrio e regra de fases de Gibbs.
1) O documento discute os princípios básicos da mecânica dos fluidos, incluindo a conservação da massa, quantidade de movimento e energia.
2) Apresenta o Teorema do Transporte de Reynolds (TTR), que relaciona a taxa de variação de propriedades em um sistema com fluxos através dos limites de um volume de controle.
3) Explica a aplicação do TTR para derivar equações de conservação para a massa, quantidade de movimento, energia e entropia.
O documento lista unidades de medida para quantidades físicas em diferentes sistemas, incluindo comprimento (m, ft), massa (kg, lbm), tempo (s, s). Também fornece conversões entre unidades como 1 km = 1000 m, 1 lb = 0,45 kg, e 1°C = 1,8°F + 32.
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.
1) Uma colisão eficaz ocorre quando as moléculas dos reagentes colidem com orientação geométrica favorável e energia cinética igual ou maior que a energia de ativação, culminando na formação de produtos.
2) São necessários o contato entre os reagentes, afinidade química entre eles, orientação geométrica favorável durante as colisões e energia cinética das moléculas reagentes igual ou maior que a energia de ativação.
3) O complexo ativado é uma estrutura intermediária
Este documento descreve um experimento sobre o movimento oscilatório de um pêndulo físico. Foram realizadas medidas do período de oscilação variando a distância do ponto de suspensão ao centro de massa. Os resultados mostraram que o período é menor quando o ponto de suspensão está na metade da distância, e que a energia mecânica total não é constante, indicando um movimento amortecido.
Física lei de lenz e indução eletromagnéticaFelipe Bueno
O documento discute a lei de Lenz, que completa os estudos de Faraday sobre indução eletromagnética. A lei de Lenz estabelece que a corrente induzida em um circuito sempre ocorre de modo a contrariar a variação do fluxo magnético que a originou. O documento também descreve características do campo magnético associado a uma espira circular e lista referências bibliográficas sobre física e eletromagnetismo.
O documento descreve conceitos fundamentais da termodinâmica, incluindo:
1) Termodinâmica estuda as transformações entre calor e trabalho.
2) Sistemas podem ser isolados, fechados, abertos ou adiabáticos.
3) O trabalho realizado em uma transformação gasosa depende da variação de volume do gás.
O documento discute conceitos fundamentais de calor e trocas térmicas, incluindo calor sensível, calor latente, capacidade térmica, calor específico e equilíbrio térmico. Fornece também equações e exemplos para calcular quantidades de calor envolvidas em processos térmicos como aquecimento, resfriamento e mudanças de estado.
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 descreve uma aula sobre a barreira de potencial em mecânica quântica. O objetivo da aula é aplicar o formalismo quântico ao caso de uma partícula incidindo em uma barreira de potencial retangular, considerando os casos de energia menor ou maior que a altura da barreira. O documento apresenta as soluções da equação de Schrödinger nas diferentes regiões e calcula as probabilidades de reflexão e transmissão para cada caso.
O documento apresenta uma série de questões resolvidas sobre Termodinâmica, incluindo conceitos como 1a e 2a Lei da Termodinâmica, Energia Interna, Ciclo de Carnot e trabalho de um gás. As questões abordam cálculos envolvendo esses conceitos, como cálculo de energia interna, trabalho realizado por um gás, rendimento de máquinas térmicas e refrigeradores de Carnot.
Física 02 - Temperatura, calor e a 1a lei da termodinâmicaWalmor Godoi
Este documento discute os conceitos fundamentais da termodinâmica, incluindo temperatura, calor, dilatação térmica e a Primeira Lei da Termodinâmica. Fornece exemplos para ilustrar esses conceitos e discute os mecanismos de transferência de calor, como condução, convecção e radiação.
1) O documento discute a primeira lei da termodinâmica e suas aplicações.
2) A primeira lei da termodinâmica corresponde ao princípio da conservação de energia, onde a variação na energia de um sistema é igual à quantidade de calor transferido mais o trabalho realizado.
3) Exemplos históricos e experimentais ilustram como a energia se conserva nas transformações termodinâmicas através da conversão entre calor, trabalho e variação de energia interna.
Este documento discute os principais conceitos e descobertas relacionadas à relatividade e eletromagnetismo. Ele começa com a relatividade restrita e mecânica relativística, seguido por eletrodinâmica relativística. O documento então explora experiências históricas que mediram a velocidade da luz e como as equações de Maxwell uniram eletricidade, magnetismo e óptica. Finalmente, discute como a relatividade restrita de Einstein reconciliou essas descobertas com a mecânica newtoniana.
Questões Corrigidas, em Word: Termodinâmica - 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.
Questões Corrigidas, em Word: Estudo dos Gases - Conteúdo vinculado ao blog...Rodrigo Penna
[1] O documento apresenta questões resolvidas sobre gases, abordando tópicos como trabalho de gases, transformações gasosas, termodinâmica e teoria cinética de gases. [2] Inclui gráficos de pressão versus volume e temperatura para ilustrar diferentes transformações gasosas como expansões isobáricas e isotérmicas. [3] Resolve exercícios envolvendo cálculos de trabalho, pressão, volume e temperatura usando a equação dos gases ideais.
Este documento discute as propriedades dos gases perfeitos e apresenta uma série de questões sobre o comportamento desses gases sob diferentes condições. As questões abordam conceitos como pressão média, leis de Boyle, Charles e Gay-Lussac, e transformações isotérmicas, isobáricas e isométricas desses gases. As respostas são fornecidas e explicadas com base nessas leis e conceitos.
Exercícios de termodinâmica (carnot, rankine e entropia)Rafael Bruno
A empresa de tecnologia anunciou um novo smartphone com câmera avançada, bateria de longa duração e processador rápido. O aparelho também possui tela grande de alta resolução e armazenamento expandível. O lançamento do novo modelo está programado para o final deste ano.
Questões resolvidas de vestibulares de termodinâmicaLazaro Silva
O documento apresenta 19 questões resolvidas sobre termodinâmica, incluindo cálculos envolvendo leis da termodinâmica, máquinas térmicas, gases ideais e propriedades termodinâmicas. As questões abordam tópicos como trabalho realizado por gases, eficiência de máquinas térmicas, energia interna, processos isotérmicos e adiabáticos.
1) O documento apresenta notas de aula sobre a teoria cinética dos gases, abordando conceitos como números de Avogadro, gases ideais, cálculo da pressão e energia cinética de translação de moléculas, percurso livre médio e distribuição de velocidades moleculares.
2) É apresentada uma nova maneira de ver os gases considerando suas constituintes moleculares e como elas interagem, definindo o número de Avogadro para quantificar moléculas.
3) A equação dos gases ideais é derivada a partir da
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.
O documento discute o segundo princípio da termodinâmica e introduz o conceito de entropia. A desigualdade de Clausius estabelece que o integral cíclico de dQ/T é sempre menor ou igual a zero para qualquer processo termodinâmico. Isto leva à definição de entropia como uma propriedade termodinâmica cuja variação é dada por dS=dQ/T. O princípio do aumento de entropia afirma que a variação de entropia de um sistema é sempre maior ou igual ao integral
O documento discute os três estados da matéria - sólido, líquido e gasoso - e as mudanças entre esses estados causadas por alterações de pressão e temperatura, como fusão, vaporização e sublimação. É explicado o que ocorre em cada estado e os processos de mudança entre eles, como o diagrama de fases ilustra essas transformações.
1. O documento descreve o ciclo termodinâmico de Rankine, que é um ciclo reversível utilizado em centrais termelétricas.
2. São apresentadas as leis da termodinâmica para sistemas fechados e abertos, e sua aplicação para análise de ciclos termodinâmicos e termomecânicos.
3. São descritos os componentes básicos do ciclo de Rankine, como o gerador de vapor, turbina a vapor, condensador e bomba, e feitos os balanços
I. O documento apresenta os conceitos fundamentais do movimento harmônico simples, incluindo definições de elongação, amplitude, período, frequência, ângulo de fase, fase inicial e velocidade angular.
II. São descritas as funções horárias da elongação, velocidade e aceleração em termos destas grandezas.
III. Exemplos de exercícios sobre MHS são apresentados para ilustrar a aplicação destes conceitos.
O documento resume os principais conceitos relacionados ao estudo dos gases, incluindo as leis de Boyle-Mariotte, Charles e Gay-Lussac, equação de estado dos gases ideais e misturas gasosas. Aborda também poluentes atmosféricos.
1. A termodinâmica estuda as transformações entre calor e trabalho. Os conceitos-chave incluem calor, trabalho e sistema.
2. Existem diferentes tipos de sistemas de acordo com as trocas de calor, como sistemas isolados, fechados, abertos e adiabáticos.
3. A energia interna de um gás ideal depende exclusivamente de sua temperatura e é função do número de mols, da constante universal dos gases e da temperatura absoluta.
Este documento contém 919 questões de Física com resoluções. O autor é o Prof. Sady Danyelevcz de Brito Moreira Braga e espera que o material seja útil.
O documento apresenta uma série de questões sobre ondas mecânicas e eletromagnéticas, com alternativas de resposta para cada questão e links para resolução e gabarito. As questões abordam tópicos como comprimento de onda, período, frequência, velocidade de propagação e outras propriedades de ondas.
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 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.
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. 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.
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.
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
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 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 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.
Este documento apresenta 58 problemas resolvidos de física sobre o capítulo 28 - O Campo Elétrico do livro Física 3 de Resnick, Halliday e Krane. Os problemas abordam tópicos como campo elétrico criado por distribuições de carga pontual e extensa, linhas de campo elétrico, momento de dipolo elétrico e oscilações de dipolos em campos elétricos.
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.
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
________________________________________________________________________________________________________ 2
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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]
________________________________________________________________________________________________________ 3
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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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6. Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
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 )
________________________________________________________________________________________________________ 7
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8. Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
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
________________________________________________________________________________________________________ 8
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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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Resnick, Halliday, Krane - Física 2 - 4 Ed. - LTC - 1996. Cap. 25 – Calor e Primeira Lei da Termodinâmica
11. Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
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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Resnick, Halliday, Krane - Física 2 - 4 Ed. - LTC - 1996. Cap. 25 – Calor e Primeira Lei da Termodinâmica