estudo dirigido calorimetria e termodinâmica

Curso: Engenharia Civil
Período: 2° período
Disciplina: Física Geral e Experimental II
Data: 13/11/2012
Prof.a: Érica Estanislau Muniz Faustino
2ª Etapa
ESTUDO DIRIGIDO CALORIMETRIA E TERMODINÂMICA
1- Um bloco de cobre c = 0,093 cal/g.ºC, possui
massa de 200 g, é aquecido de 30°C para 80°C.
Assinale a opção que indica corretamente se cada
um dos sistemas – água, vapor, naftalina – está
cedendo ou recebendo calor do meio ambiente:
a) Qual a quantidade de calor que foi cedida ao
bloco?
b) Se fornecermos a este bloco 186 cal de calor,
de quanto elevará a temperatura?
a)
b)
c)
d)
2- Determinada massa de uma substância,
inicialmente no estado sólido, encontra-se num
recipiente. Um elemento aquecedor, que lhe
fornece uma potência constante, é ligado no
instante t = 0 e desligado num certo instante. O
gráfico indica T da substancia em função do
tempo.
4- Um broche de prata de massa 20 g a 160ºC é
colocado em 28 g de água inicialmente a 30ºC.
Qual a temperatura final de equilíbrio térmico,
admitindo trocas de calor apenas entre a prata e a
água? Dados calor específico da prata = 0,056
cal/g.ºC; calor específico da água = 1,0 cal/g.ºC.
Cede, cede, recebe.
Cede, recebe, recebe.
Recebe, cede, cede.
Cede, cede, cede.
5- Um quilograma de glicerina com calor
específico 0,6 cal/g.ºC, inicialmente a – 30ºC
recebe 12000 cal de uma fonte. Determine a
temperatura final da glicerina.
6- Um corpo de massa 200 g é constituído por
uma substancia de calor especifico 0,4 cal/g.°C.
Determine:
a) Em que intervalo aquecedor foi desligado e
em que intervalo de tempo a substância está
totalmente sólida?
b) Descreva que fenômeno físico está ocorrendo
no trecho BC e que fenômeno físico está
ocorrendo no trecho EF.
3- Considere três fenômenos seguintes:
a) A quantidade de calor que o corpo deve
receber para que sua temperatura varie de 5°C
para 35ºC;
b) Que quantidade de calor dever ceder para que
sua temperatura diminua de 15°C;
c) A capacidade térmica do corpo.
7- A temperatura de 100 g de um líquido cujo
calor específico é 0,5 cal/g.ºC sobe de -10°C até
30°C. Em quantos minutos será realizado esse
aquecimento com uma fonte que fornece 50
calorias por minuto?
I – água de um lago congelando.
II – vapor de água condensando no pára brisa de
um automóvel.
III – uma bolinha de naftalina sublimando na
gaveta de um guarda-roupa.
8- Cinco mols de um gás perfeito se encontram à
temperatura de 600 K, ocupando um volume de
0,5 m3. Mediante a um processo isobárico, o gás
é submetido à transformação indicada no gráfico:
a) determine a pressão exercida pelo gás durante
o processo.
b) qual a temperatura final do gás?
c) calcule o trabalho realizado na transformação,
indicando como esse cálculo pode ser feito a
partir do gráfico;
d) o trabalho em questão é realizado pelo gás ou
sobre o gás? Explique.
Dado: R= 8,31 J/mol.K
a) as temperaturas inicial e final de cada gás;
b) a variação de energia interna do gás no
processo AB;
c) o trabalho realizado pelo gás ao passar do
estado A para o estado B;
d) a quantidade de calor trocada pelo gás na
transformação de A para B.
9- Nas geladeiras convencionais, o congelador
fica sempre na parte de cima para:
a) Manter a parte de baixo mais fria que o
congelador.
b) Manter a parte de baixo mais quente que o
congelador.
c) Que o calor vá para o congelador.
d) Acelerar a produção de cubos de gelo.
10- A radiação é o único processo possível de
transmissão de energia:
a) Nos gases.
b) Nos sólidos em geral
c) Nos líquidos.
d) No vácuo.
11- Na região litorânea, durante o dia sopra a
brisa marítima, a noite sopra a brisa terrestre.
Explique qual é e como ocorrem tais processos
em relação de transmissão de calor.
12- O que é entropia? Como ela varia no sistemas
e nos estados de agregação da matéria?
13- Seis mols de um gás de um gás ideal
monoatômico sofrem o processo termodinâmico
AB no gráfico. Sendo R = 8,31J/mol.K,
determine:
14- Um gás sofre um processo adiabático no qual
realiza um trabalho de 300 J.
a) o gás está se expandindo ou se contraindo? Por
quê?
b) qual a quantidade de calor que o gás está
trocando com o ambiente?
c) de quanto é a variação de energia interna nesse
processo?
d) explique como se modificam as variáveis de
estado (volume, temperatura e pressão) do gás
nessa transformação.
Gabarito
1-
a) Q = 930 cal; b) Δθ = 10°C
2-
a) 15 min; 0a 5 min; b) fusão e solidificação.
3-
a
4-
θ = 35°C
5-
θ = -10°C
6-
a) Q= 240 cal; b) Q = -1200 cal; c) C = 80 cal/°C
7-
40 min.
8-
a) 4,9 x 104 N/m2; b) 120 K; c) – 2 x 104J
9-
c
10-
d
11-
teórica
12- grau de desordem dos sistemas. Ordem crescente: sólido, líquido e
gasoso.
13-
a) 60 K e 301 K; b) 1,8 x 104J;
c) 8 x 103J; d) 2,6 x 104J.
14-
a) trabalho realizado pelo gás. Expansão.
b)0; c) – 300 J; d) volume aumenta, temperatura diminui e pressão
diminui.