2ª aula prática
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2ª aula prática Termodinâmica e estrutura da matéria 2ª aula prática P2.1 - Calcule a altura de que deve cair a água duma cascata, para que a sua temperatura aumente 1oC após atingir o solo. (NOTA: admita que, ao atingir o solo, a energia potencial da água se converte integralmente em energia interna) P2.2 - Calcule a energia que é necessário fornecer a 200 g de gelo, que se encontra à temperatura de -20 oC, para obter a mesma quantidade de vapor de água a 100 oC. P2.3 - Considere um fluido que realiza as transformações termodinâmicas representadas nos diagramas (a)-(c). a) Calcule o trabalho realizado sobre o fluido nas transformações (a) p = p0 = const. (b) p = k / V, com k=const. b) Indique se o fluido fornece ou recebe trabalho na transformação (c). c) Indique como se pode calcular graficamente o trabalho realizado pelo fluido em cada uma das transformações. http://cfp.ist.utl.pt/geg/lectures/praticas/Pratica-2.html (1 of 3) [07-11-2003 9:03:17] 2ª aula prática P2.4 - Considere os seguintes teoremas relativos à conservação da energia. O Teorema da Energia Cinética onde εkM ... energia cinética (macroscópica) Wex ... trabalho das forças exteriores Win ... trabalho das forças interiores . O Teorema da Energia Mecânica onde εm ... energia mecânica εp = εp,in + εp,ex ... energia potencial total εp,in ... energia potencial associada às forças interiores εp,ex ... energia potencial associada às forças exteriores . a) Utilize os Teoremas anteriores para mostrar que onde Wexnc ... trabalho das forças exteriores não conservativas Winnc ... trabalho das forças interiores não conservativas b) Combine o resultado de a) com o Primeiro Princípio da Termodinâmica, para mostrar que em sistemas mecânicos se tem onde U ... energia interna http://cfp.ist.utl.pt/geg/lectures/praticas/Pratica-2.html (2 of 3) [07-11-2003 9:03:17] 2ª aula prática Q ... calor trocado entre o sistema e o exterior Interprete o resultado obtido. c) Aplique o resultado de b) ao estudo do contacto, com atrito, entre dois sólidos indeformáveis. Considere os seguintes processos: (i) isotérmico (T = const; sólidos em contacto com o ar) [Admita que a energia interna dos sólidos é apenas função da temperatura] (ii) adiabático (Q = 0; sólidos no vácuo) DADOS: Cm,p(água) = 1 cal g-1 oC-1 = 4,18 J g-1 oC-1 Cm,p(gelo) = 0,5 cal g-1 oC-1 λ vaporização(água) = 540 cal g-1 λ fusão(gelo) = 80 cal g-1 http://cfp.ist.utl.pt/geg/lectures/praticas/Pratica-2.html (3 of 3) [07-11-2003 9:03:17]
