Lista de Temperatura e Calor

Universidade Federal Rural do Semi‐Árido – UFERSA Pro‐Reitoria de Graduação – PROGRAD Curso: Engenharia de Pesca Disciplina: Física II Professora: Subênia Medeiros
Lista de Temperatura e Calor 1.
Dois copos cheios de água, A e B, estão inicialmente à mesma temperatura. A temperatura da água no copo A aumentou em 10 ºF, e a temperatura da água no copo B diminuiu em 10 K. Após essas variações de temperatura. Qual dos copos de água apresenta a temperatura mais alta? Explique. 2. a) Calcule a única temperatura em que as escalas de Fahrenheit e Celsius coincidem. b) Calcule a única temperatura em que as escalas de Fahrenheit e Kelvin coincidem. 3. Uma barra metálica mede 40,125 cm de comprimento a 20 ºC e 40,148 cm a 45 ºC. Calcule o coeficiente de dilatação linear médio nesse intervalo de temperatura. 4. O diâmetro externo de um pote de vidro e o diâmetro interno de sua tampa de ferro medem ambos 725 mm à temperatura ambiente. Qual será o tamanho da folga entre a tampa e o pote se a tampa for colocada sob água quente até que a temperatura suba para 50 ºC sem alterar a temperatura do vidro? 5. Um cilindro de cobre está inicialmente a 20 ºC. Em que temperatura seu volume torna‐se 0,150% maior do que a 20 ºC? 6. A densidade de água é 999,73 kg/m3 a uma temperatura de 10 ºC, e 958,38 kg/m3 à temperatura de 100 ºC. Calcule o coeficiente de expansão volumétrico médio da água nesse intervalo de temperatura. 7. A temperatura de um prego aumenta quando é cravado em uma placa. Supondo que 60% da energia cinética fornecida por um martelo de 1,80 kg com velocidade de 7,80 m/s seja transformada em calor para aquecer o prego, e que não exista fluxo de calor para fora do prego, qual seria o aumento da temperatura de um prego de 8,0 g de alumínio depois que ele recebesse dez batidas? 8. Durante uma corrida, um estudante de 70 kg gera uma energia térmica a uma taxa de 1200 W. Para manter a temperatura do corpo constante e igual a 37 ºC, essa energia deve ser removida pela transpiração ou por outros mecanismos. Caso esses mecanismos falhem e o calor não possa ser removido do corpo do estudante, durante quanto tempo o estudante poderia correr antes que ocorra um dano irreversível a seu corpo? (As estruturas das proteínas no corpo são irreversivelmente danificadas quando a temperatura do corpo passa de 44 ºC. O calor específico de um corpo humano típico é igual a 3480 J/kg.K) 9. Qual é o calor total necessário para converter 12,0 g de gelo a ‐10 ºC em vapor d’água a 100 ºC? Dê sua resposta em joules e em calorias. 10. Qual é o calor transferido pêra sua pele quando ela recebe calor liberado a) por 25,0 g de vapor d’água inicialmente a 100 ºC, quando ele esfria até atingir a temperatura da pele (34 ºC)? b) por 25,0 g de água inicialmente a 100 ºC quando ela esfria até atingir 34 ºC? c) o que você pode concluir acerca da intensidade relativa de queimadura causada por água quente e da queimadura causada por vapor d’água? 11. Uma panela com um fundo de aço de espessura igual a 8,50 mm está em repouso sobre um fogão quente. A área da base da panela é 0,150 m2. A água no interior da panela está a 100 ºC, e são vaporizados 0,390 kg de água a cada 3,0 min. Calcule a temperatura da superfície inferior da panela que está em contato com o fogão. 12. Uma janela panorâmica tem dimensões de 1,40 m x 3,50 m e é feita de vidro com 5,20 mm de espessura. Em um dia de inverno, a temperatura exterior é ‐20 ºC, enquanto a temperatura interior é confortável: 19,5 ºC. a) Qual a taxa de perda de calor por condução pela janela? B) Qual seria a taxa de perda de calor se você cobrisse a janela com uma camada de papel de 0,750 mm de espessura (condutividade térmica igual a 0,0500)?