Trabalho 1 - B (em joules/min). Dados: calor específico acima do

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS
Instituto de Física e Matemática
Departamento de Física
Disciplina: Física Básica II (2016/1)
Alunos(as):_______________________________________________________________
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Trabalho 1 - B
1) Uma das extremidades de uma barra longa, isolada na superfície lateral para impedir a perda de calor para
o ambiente, está em contato térmico perfeito com água em ebulição (na pressão atmosférica) e a outra
extremidade está em contato com um banho de água e gelo. A barra é composta por uma parte com 1 m de e
ligada pela outra extremidade a uma parte de aço de comprimento L 2. As duas partes da barra possuem uma
seção reta com a mesma área de 4,0 cm 2. A temperatura da junção entre o cobre e o aço é igual a 65 ºC
depois de ter atingido o estado estacionário.
(a) Qual é a quantidade de calor por segundo que flui do lado
em contato com o vapor para a extremidade imersa no banho de
água e gelo? (b) Qual é o comprimento L2 da parte de aço?
2) Um projétil de chumbo inicialmente 30ºC é lançado por uma arma e se funde ao colidir com um alvo.
Admitindo-se que toda a energia cinética inicial se transforma em energia interna que eleva a temperatura do
projétil até atingir a temperatura necessária para provocar a sua fusão, calcule a velocidade do projétil no
impacto com o alvo. Considere: calor latente de fusão do chumbo como L f = 24,7 x 103 J/kg e o ponto de
fusão do chumbo como 600K.
3) Uma panela com fundo de cobre contém 0,8 L de água em ebulição, sendo que essa água seca em 10
minutos. Assumindo que todo o calor passa pelo fundo plano de cobre com 15,0 cm de diâmetro e 3,0 mm de
espessura, calcule a temperatura da face externa do fundo (em contato com o fogo) no instante em que a
panela seca. Dados: calor latente de vaporização da água L v = 2,26 x 106 J/kg.
4) Um fornecimento de 50 kg de frango a 6,0 ºC contidos numa caixa deve ser congelado a -18,0 ºC.
Determine a quantidade de calor que é necessário remover. O calor latente de fusão do frango é de 247 kJ/kg
e o calor específico é de 3,32 kJ/(kg.ºC) acima do ponto de congelamento e de 1,77 kJ/(kg.ºC) abaixo deste.
A massa da caixa é 1,5 kg e o calor específico desta é de 1,4 kJ/(kg.ºC). A temperatura de congelamento do
frango é de -2,8 ºC.
5) Uma embalagem com 35 kg de carne bovina a 6,0 ºC, apresentando um conteúdo de água de 60%, é
congelada até -20 ºC em 3 h. Determine (a) a quantidade de calor a remover e (b) sua taxa de remoção média
(em joules/min). Dados: calor específico acima do ponto de congelamento 3,14 kJ/(kg.ºC), abaixo do
ponto de congelamento 1,70 kJ/kg.ºC; Ponto de congelamento (1 atm) - 2,7 ºC; Calor latente de
fusão 234 kJ/kg.