Física E Extensivo V. 2

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1 Física E Extensiv V. Reslva ula 5 5.0) Taxa de liberaçã de calr das 6 pessas: P = P = 00 W a) P = 00 W t = min = 60 s Q = P. t Q = Q = 7000 J 0. Falsa = Q m. c Durante a nite, sfrerá mair reduçã de temperatura a substância que pssuir menr calr específic, ist é, a terra. Prtant, à nite, a temperatura da terra é menr que a da. 04. Falsa b) V = m =, kg/m HO 00 J/kg álcul da massa de ar: m =,. m =,6 kg Q = m. c. T 7000 =, T Durante dia, crre aqueciment d ar sbre a terra, pis esta fica cm uma temperatura mais elevada. Esse ar, pr ser mens dens, sbe. O ar mais fri, que está sbre mar, deslca-se para aquela regiã, resultand uma brisa que spra d mar para a terra. 08. Falsa T = 0 5.0) 0. Verdadeira = Q m. c Durante dia, sfrerá mair aument de temperatura a substância que pssui menr calr específic, u seja, a terra. Lg, durante dia, a temperatura da terra é mair que a da. Durante a nite, a está a uma temperatura mais elevada, que prvca aqueciment d ar sbre mar. Esse ar, pr ser mens dens, sbe. O ar mais fri, que está sbre a terra, deslca-se para aquela regiã, frmand uma brisa que spra da terra para mar. 6. Falsa resfria mais lentamente, pis pssui um alt valr de calr específic.. Verdadeira Vide item Falsa Vide item 6. ula 6 6.0) álcul da massa de café: = m 50 m = 50 g Trca de calr: 50 g afé 0 70 cal/ 5 g dçante 0 8 cal/ Física E

2 m. c. + m. c. Δθ café adçante 50.. ( 70) ( 8) = 780 = 6 6.0) m. c. + m. c. + m. c. platina cbre 60. 0,05. ( ) ( 0) ,. ( 0) 7,, , 77, = 5 ula 7 ula 8 7.0) D 7.0) B I. Falsa O vapr d' cede calr a pára-brisas. II. Verdadeira III.Verdadeira evapraçã é um prcess endtérmic, e calr é retirad da pele d banhista, que prvca a sensaçã de fri. IV. Verdadeira 8.0) I. Falsa mprimind-se istermicamente a substância a partir d estad, ela pde passar d estad gass para líquid, ist é, pde sfrer uma cndensaçã. II. Verdadeira De para B, a substância passa d estad sólid para líquid. III.Verdadeira IV. Falsa Se a substância fr cmprimida istermicamente a partir d estad, pde passar d estad sólid para gass, u seja, pde sfrer uma sublimaçã. V. Verdadeira substância pde existir n estad sólid u gass abaix dessa pressã. 8.0) E Testes ula 5 5.0) B I. Verdadeira 5.0) D = m. c Os dis crps, e B, pdem ter mesm calr específic e diferentes capacidades térmicas. Eles pssuem capacidades térmicas diferentes prque apresentam massas diferentes. II. Falsa = m. c Os dis crps, e B, pdem ter mesm calr específic, mas terã capacidades térmicas diferentes prque pssuem massas diferentes. III.Verdadeira = m. c m a massa ds dis crps, e B, sã diferentes, pde acntecer de terem valres de calr específic diferentes, que deixam s dis crps cm a mesma capacidade térmica. 5.0) 5.04) D = Q m. c Sfre mair elevaçã de temperatura a substância que pssui menr calr específic, n cas mercúri. 5.05) = Q m. c Sfre menr aument de temperatura a substância que tem mair calr específic. m a variaçã de temperatura d alumíni fi menr que a d cbre, entã calr específic d alumíni é mair que d cbre. Física E

3 5.06) B V 0000 L Dads: 5 c cal/ álcul da massa de : = m 0000 m = 0000 kg m = g m =. 0 7 g alr sensível: Q = (. 0 7 ).. 5 Q = cal Q =. 0 8 cal Q =. 0 5 kcal O sinal negativ indica que é uma quantidade de calr cedida (perdida). 5.07) E vl = L = kg/l Se vlume é de L, entã a massa é de kg. = 50 cal/ m = 000 g c = cal/g 0 = 90 Q =. + m. c. Q = Q = Q = cal a) apacidade térmica de : = Q 50 = tg = 0 cal/ b) apacidade térmica de : = Q 5 = tg 00 5 = 40 cal/ c) alr específic de : = m. c 40 = 80. c c,5 cal/g d) Nã é pssível calcular calr específic da substância, prque nã fi frnecida a sua massa. 5.09) E m = m óle = m alr frnecid à e a óle = Q: nálise da : Q = m. c. Q = m.. 0 Q. m (I) nálise d óle: Q = m óle. c óle. óle 5.08) Q (cal) Q = m. 0,4. óle Q,4. m. óle 0 Substituind I em II, tems: 0 m 4, m. óle óle 4. 0 óle = 5 a b 5 50 T (º) 5.0) ar = Q retirad ar = Q retirad Física E

4 nálise d ar: Q retirad ar Q retirad ar Q retirad ar = m. c ar. ar = m. 0,5. ar = 4. m. ar (I) nálise da : Q retirad Q retirad Q retirad = m. c. = m.. = m. (II) Substituind I em II, btems: Q retirad ar = Q retirad 4 m. ar = m. m m = 4 5.) Equivalente em de cada panela: panela = m HO. c HO panela 0. panela 0 cal/ nálise da a panela: 0 cal/ m HO = 00 g = 0 P = 500 cal/min P = Q t t = Q P t = m c HO. HO. panela. P t = t = 4 min nálise da a panela: 0 cal/ m HO = 00 g = 0 P = 000 cal/min P = Q t t = Q P t = m c HO. HO. panela. P t = t = 4 min nálise da a panela: 0 cal/ m HO 0 g = 0 P 00 cal/min P = Q t t = Q P t = m c HO. HO. panela. P t t = 4 min 5.) V = 500 ml,5 L = kg/l 0 = 0 0 t = min40s = 60 s cal = 4 J álcul da massa de aquecida: = m 05, m,5 kg m = 500 g Quantidade de calr frnecida para a : Q = (00 0) Q = cal Q = J Q = J 4 Física E

5 Ptência: P = J 60 s P 00 W 5.) B P máx = 6500 W Vazã = L/min V L m kg 000 g t min 60 s Máxima elevaçã de temperatura: 5.4) P = ( m. c. ). 4, t Observaçã: quantidade de calr fi multiplicada pr 4, para cnvertê-la em jules, vist que cal 4,. = P. t 4,. m. c = , Vazã = 5 L/min = kg/l = 5 V 5 L t min álcul da massa de : = m 5 m = 5 kg m = 5000 g Ptência d aquecedr: P = m. c. t P = P = cal/min P = 75 kcal min 5.5) m min = h, entã: 60 P = 75 cal h 60 P = 500 kcal/h 5.6) 9 0. Falsa O temp de cziment d macarrã dependerá da quantidade de macarrã e da quantidade de utilizada. 0. Falsa = m. c capacidade térmica d macarrã depende da massa d macarrã e d calr específic da massa d macarrã. 04. Verdadeira Inicialmente, a temperatura d macarrã é menr que a da ; aquele irá, prtant, receber calr da até que seja atingida a temperatura de equilíbri. 08. Verdadeira quantidade de calr cedida pela será mair quant mais a 00 tiver na panela e, cnseqüentemente, macarrã czinhará mais depressa. 6. Verdadeira quantidade de calr recebida pel macarrã é igual, em módul, à quantidade de calr cedida pela. quantidade de calr que macarrã deve receber depende da massa d macarrã, d calr específic deste e da variaçã de temperatura que ele sfre.. Falsa capacidade térmica da depende da massa. 64. Verdadeira 5.7) Q = P. t (m. c). = P. t. = P. t = P. t = 60 cal 0 s s. ( 60 0) = cal 40 = 0 cal/º Física E 5

6 5.8) B alr específic da : N Brasil: HO = cal (I) g Na Inglaterra: HO = Btu lb F (II) Sabe-se que: g =,. 0 lb (III) variaçã de na escala elsius crrespn de a uma variaçã de,8 F na escala Fahrenheit: variaçã de = variaçã de,8 F (IV) Substituind II, III e IV na equaçã I, btems: Btu = cal lb F (,. 0 lb).(, 8 F) cal = Btu. (,. 0 lb.,8 F ) lb F cal =,96. 0 Btu cal 4. 0 Btu 5.9) D Densidade da em kg/l: = g cm. kg 6 0 m =. 0 kg m m m L, entã: = 0. kg 0 L = kg/l Massa de aquecida: = m m = kg m = 000 g Quantidade de calr frnecida a cnjunt + panela: Q Q Qpanela Q m. c. m. c. Q = (00 0) ,. (00 0) Q = Q = cal Q = , J Q = J Temp mínim: t = ,. 0 t = 840 s t = 4 min 5.0) t = 8,4 min = 8,4. 60 s = kg/l V HO = L m = kg HO = 4,86. 0 J/kg. K = 4,86. 0 J/kg 0 = 0 0 Espelh: d = m r,5 m Quantidade de calr absrvida pela durante seu aqueciment: Q = kg. 4, J kg. (00 0 ) Q = 4880 J Esta quantidade de energia crrespnde a 70% da energia incidente. Energia incidente: 70%. E inc = 4880 J 0,7. E inc = 4880 J E inc = J Intensidade de energia slar: I = En t. EnEinc J t 8, s 04 s. r.( 05, ) d espelh côncav I = ( 0, 5) I 55 W m Área de superfície 6 Física E

7 ula 6 6.0) B m. c. + m. c. 6.0) B m. ( 40) + m.. ( 5) = 55 = 6.0) 00 g 0 c c 60 g B 0 60 cb c Q R + m. c. + m B. c B. B 00.. ( ) ( 60) 0( ) + ( 60) = 90 = 0 Água 000 g 05, c cal/ 500 g rp c? m. c. + m. c. crp ( 0,5) c c 000c = 500 c,5 cal/g 6.04) B = kg/l Quente Fria 95, kg , 5 kg ) B Q R + m. c. + m. c. 5, ( 0) + 9, ( 00) 5,5 + 9, = 950 = 8 Água gelada V L m kg 000 g V? Água quente? m. c. + m. c. quente fria m.. (60 80) (60 0) 0 m m = 6000 m = 000 g m = kg m = kg/l: = V V = L 6.06) B a experiência: f m Água fria 0 q m Água quente 0 60 a experiência: m m Água fria f 4 0 Água quente q m 0 60 = 4 =? Física E 7

8 m q. c. q + m f. c. f m. c. ( 60) + 4m. c. ( ) = 04 = 4 temperatura final será a mesma da mistura anterir. 6.07) Q R +. + m. c. + m. c ( 5) = 0 cal/ 6.08) massa e calr específic ds três refrigerantes sã iguais. massa = m calr específic = c m. c. + m. c. + m. c. m. c. ( 5) + m. c. ( 5) + m. c. ( ) = 4 = ) D álcul da massa de : = m m = kg 00 g Trca de calr: m. c. + m. c. panela ( 80) ,. ( 0) = = ) E Relaçã entre as massas das esferas: R =. R B V = 4.. R V B = 4.. R B m as duas esferas sã feitas d mesm material e sã maciças, a densidade delas é igual. = B m V m 4 R m m B m m B = m VB B = R R = = mb 4 R B R RB m = 8m B B B Quantidade de calr frnecida para cada esfera = Q: Esfera : Q = m. c cbre. Esfera B: Q = m B. c cbre. B Prtant: m. c cbre. = m B. c cbre. B 8 m B. (00 0) = m B. B 640 = B ( B 0) = 640 B = ) Substância : Q = m. c.. 0 = 50. c. (0 0) c = c = cal/g Substância B: Q B = m B. c B. B c B. (60 0) c B = c B = cal/g Misturand-se e B, tems: 50 g 0 60 =? B 00 g B 0 B 40 8 Física E

9 6.) m. c. + m B. c B. B 50.. ( 60) ( 40) = 00 = 55 Blc 500 g c? 5 cal/ alrímetr Água 00 g c cal/ m. c m. c. blc calrímetr 500. c. (60 00) + 5. (60 0) (60 0) 0000c c = 800 c = 8 00 c,4 cal/g 6.) D a experiência: Mergulhar a liga metálica n primeir recipiente até que ela atinja uma temperatura ; e recipiente, uma temperatura. 90 q q 0 q (º) liga Q (cal) HO. liga Trca de calr: m liga. c liga. liga + m HO. c HO. HO 00. c liga. ( 90) + 0. (0. c liga ). ( 0) = = 90 (I) a experiência: Mergulhar a liga que se encntra a uma temperatura n segund recipiente até que ambs atinjam equilíbri térmic na temperatura. q q 0 q (º) liga Q (cal) m liga. c liga. liga + m HO. c HO + HO 00. c liga. ( ) + 0. (0. c liga ).. ( 0) = (II) Substituind II em I, tems: + = 90 = 90 = 0 Lg: =. 0 = 60 temperatura d blc na transferência deve ser = ) m a densidade da é de kg/l, cada litr de pssui uma massa de kg (000 g). Ptência d aquecedr elétric: P = Q t P = m. c. T t P = 000..( 60 0) 80 P 00 cal/s lcand-se litr (000 g) de de a 60 em litr (000 g) de B a 0, btems: Física E 9

10 000 g T g B T 0 0 m. c. T + m B. c. T B (T 60) (T 0) T 60 + T 0 T = 80 T = 40 Para atingir a temperatura T = 40 cm litrs (000 g) de a uma temperatura inicial de 0, temp necessári é: P = m. c. T t t = 000..( 40 0) 000 t = 40 s 6.5) D m a densidade da é de kg/l, cada litr de terá uma massa de kg. Água 0 0 Água 0 80 Sabems que: m + m = kg m + m = 000 g m = 000 m (I) T = 60 Trca de calr: m. c. + m. c. (000 m ). (60 80) + m. (60 0) m + 40 m 60 m = m 00 g = kg = 0 m = 000 m m = 000 g = kg = 80 Tende em vista que a densidade da é de kg/l, devems utilizar: V = L (a 0 ) V = L (a 80 ) 6.6) nalisand gráfic para metal (calr cedid), btems: Q metal = m metal. c metal. metal 5000 = m metal. c metal. (80 80) 5000 = metal. ( 00) metal = 50 J/ Fazend a análise d gráfic para líquid (calr recebid), tems: Q líq = m líq. c líq. líq 9000 = m líq. c líq. (60 0) 9000 = líq. (60) líq = 50 J/ Mistura: 50 J/ Metal J/ Líquid metal líq 50. ( 00) ( 0) = 8000 = 40 =? 6.7) 7 Densidade da : 00 kg = kg m L 0. Verdadeira Se a massa de leite fr dbrada, a quantidade de calr frnecida a leite para haver a mesma variaçã de temperatura ( ) deve ser dbr. m a ptência d aquecedr é cnstante, para frnecer dbr da quantidade de calr, será necessári dbr d temp, u seja, minuts. 0. Verdadeira Ptência d aparelh: P = m. c. t P,. 486.( 00 0) 60 P = 588, W 0 Física E

11 Utilizand-se aparelh para as cndições d item 0, encntrams seguinte: P = Q t t = m t =. c. P 0, ( 00 60) 558, t = 0 s 04. Falsa O cp de 50 ml atingiria 00 num interval de temp mair que cp de 00 ml. 08. Verdadeira p de 00 ml a 0 : t = m. c. P t = t = 60 s 0,. 486.( 00 0) 558, p de 00 ml a 50 : P = Q t t = m. c. P t,. 486.( 00 50) 558, t = 75 s O cp de 00 ml atingiria 00 primeir. 6. Verdadeira Q, (00 0) Q = 488 J 6.8) 0 cal/ alrímetr 0 0 Água lumíni 50 g 0 0 c cal/ 00 g 0 00 cl 0, cal/ = 8 m. c m. c. + calrímetr alumíni Q amb. calr recebid pel ambiente 00. 0,. (8 00) + 0. (8 0) (8 0) + Q amb Q amb. Q amb. = 60 cal 6.9) D m flux é cnstante, as massas de leite que entram em B, pr unidade de temp, a 5 e a 80, sã iguais. q m c Leite quente T0 80 T 0 f m c Leite fri T0 5 T? m q. c. T q + m f. c. T f m. c. (0 80) + m. c. (T 5) 60 + T 5 T = ) = g cm = kg L V HO L m HO kg quári 84% V = 5,5 L 6 % 0 L 84 % V V = 5,5 L 6% V L Mistura-se 0 L de a uma temperatura 0 (temperatura da que sai d chuveir) cm 5,5 L de a. temperatura de equilíbri final n aquári é de 8. Água d chuveir 0 kg 0000 g c 48, J/ gk 48, J/ 0 8 mbiente {Q amb. Física E

12 Água que estará n aquári m. c. + m. c. d chuveir d aquári 5, 5 kg 5500 g c 48, J/ c. (8 0 ) c. (8 ) = = 54,5 Temperatura da a sair d chuveir. alr recebid pela d chuveir durante aqueciment de 0 até 54,5. Q ,8. (54,5 0) Q = J Q = 849,65 kj Ptência útil d chuveir: t min P u = Q t P u = 849, P u,08 kw m 0% da energia fi utilizada para aqueciment d ar, 80% da energia d chuveir fi usada para aquecer a. Lg: P u = 80%. P t P u,8. P t P t = P u 08, P t = 08, 08, P t =,85 kw P t 4kW chave seletra estava na psiçã invern. ula 7 7.0) E 7.0) D 7.0) D 7.04) ) B 7.06) 7.07) D 7.08) E 7.09) D 7.0) 7.) 7.) D Pedr errad. Diminuind a superfície d líquid, a evapraçã será mais lenta. Rbert cert. umentand a superfície d líquid, a evapraçã será mais rápida. Osvald cert. O cicl de vents aumenta a evapraçã. Júnir errad. O éter evapra mais rápid que a. Lg, temp de evapraçã d éter seria menr. 7.) 0. Verdadeira 5 = K 5 K = K = 5 unidades 0. Falsa m kg 5 g Q 5. (). (5) Q = cal 04. Verdadeira prpagaçã de calr ns fluids se dá, principalmente, pr cnvecçã. 08. Verdadeira O fenômen de evapraçã crre em temperaturas abaix da temperatura de ebuliçã. 6. Falsa quantidade de calr transferida é diretamente prprcinal à variaçã de temperatura. Física E

13 7.4) E pv = n. R. T pv = m. R. T ml p = m V. R. T ml p =. R. T ml Umidade relativa: = = p p sat R. T ml R. T sat ml 7.5) B Umidade absluta: W = m V v v W = 4 kg 400 m W =. 0 kg/m Umidade relativa: = m v msat = 4 8,5 = 50% = = 85, sat 7,5 = 50% ula 8 8.0) 8.0) B 8.0) B 8.04) D a) Incrreta. Se a substância fr cmprimida istermicamente a partir d estad, ela pderá sfrer cndensaçã. b) Incrreta. Uma mudança d estad para estad chama-se fusã. c) Incrreta. Em a substância se encntra n estad líquid. d) rreta. Se a substância fr expandida istermicamente a partir d estad, ela pderá passar d estad sólid para gass, ist é, pderá sfrer sublimaçã. e) Incrreta. Em 4 a substância se encntra n estad sólid. 8.05) B I. Verdadeira II. Falsa substância pde estar n estad sólid u gass. III.Falsa reta B representa uma transfrmaçã isbárica (pressã cnstante). IV. Verdadeira 8.06) a) Incrreta. cima de, a substância apresenta-se n estad de gás. b) Incrreta. Para liquefazer gás, ele deve estar inicialmente a uma temperatura acima de. c) rreta. d) Incrreta. substância pde apresentar-se n estad líquid acima de 0, mas também n estad sólid, dependend da pressã. e) Incrreta. substância apresenta-se n estad de vapr. 8.07) 8.08) 8.09) 9 0. Verdadeira 0. Verdadeira 04. Verdadeira 08. Falsa O pnt é chamad de pnt tripl. 6. Falsa. Verdadeira Trata-se de uma substância anrmal. 8.0) D 8.) Física E

14 8.) 8.6) 8.7) D 8.8) 8.9) D 8.) D 8.4) 8.5) 8.0) I. Verdadeira m em Lndrina a pressã é mair que n Pic d Paraná, a temperatura de ebuliçã em Lndrina será mair. Prtant, a quantidade de calr utilizada em Lndrina será mair. II. Falsa Q Paranaguá > Q Lndrina > Q Pic d Paraná III.Falsa m a pressã em Paranaguá é mair que a pressã em Lndrina, a temperatura de fusã d gel é menr em Paranaguá d que em Lndrina. 4 Física E