Problemas Resolvidos de Física

Problemas Resolvidos de Física
Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
RESNICK, HALLIDAY, KRANE, FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE JANEIRO, 1996.
FÍSICA 3
CAPÍTULO 32 – CORRENTE E RESISTÊNCIA
55. Uma resistência ligada a uma bateria, é colocada dentro de um cilindro termicamente isolado
que possui um pistão ajustado sem atrito e contém um gás ideal. Através da resistência passa
uma corrente i = 240 mA. A que velocidade v o pistão deve se deslocar para cima para que a
temperatura dos gás permaneça constante? (Veja a Fig. 15.) A resistência vale R = 550 Ω e a
massa do pistão é m = 11,8 kg.
(Pág. 112)
Solução.
Como a variação de temperatura é zero (∆T = 0), isto implica em variação de energia interna
também igual a zero (∆E = 0).
De acordo com a Primeira Lei da Termodinâmica:
dE =dQ − dW =0
Logo:
dQ = dW
=
dW pdV
= pAdx
(1)
Em (1), V é o volume do cilindro, A é a área do êmbolo e x é o deslocamento do êmbolo. Dividindose ambos os lados de (1) por dt:
dW
dx
= P= pA
dt
dt
P = pAv
P
P
P
=
=
mg
pA
A mg
A
O calor transferido da resistência para o gás vale:
dQ
= P= Ri 2
dt
Substituindo-se a Eq. (3) em (2)
v
=
=
v
(2)
(3)
Ri 2
= 0, 27367  m/s
mg
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Resnick, Halliday, Krane - Física 3 - 4a Ed. - LTC - 1996.
Cap. 32 – Corrente e Resistência
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Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
v = 27, 4 cm/s
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Cap. 32 – Corrente e Resistência
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