ísica E Extensivo V. 1 Resolva 1.1) 1.2) D 2.1) B 2.2) Aula 1 Aula 2 º º 18 omo: 16 16 o o º h(cm) 2 h 8 2 8 h 8 12 omo: o h 8 12 h 8 2 h 8 12 2 h h 16 h 3,2 cm Aula 3 3.1) 6 1. alsa alsa. O balde de isopor impede a entrada de calor. 2. Verdadeira erdadeira.. Verdadeira erdadeira. Se há a sensação de frio ao tocar um objeto com a mão, é porque calor saiu da mão da pessoa, isto é, calor passou da mão para o objeto. Portanto, a mão está a uma temperatura maior do que a do objeto e, conseqüentemente, este está a uma temperatura inferior à da mão. 8. Verdadeira erdadeira. O ambiente está a uma temperatura superior à do copo, que está gelado. Assim, o calor flui do ambiente para o copo até que não haja mais diferença de temperatura entre eles, quando ocorre o equilíbrio térmico. 16. alsa alsa. O agasalho é um bom isolante térmico e um péssimo condutor de calor.. Verdadeira erdadeira. O gelo é um bom isolante térmico. 3.2) B.1) A k. S. k. S. k (, ).(. 2 8 2 1 ) ().( 1 8) k 2. 1 kcal/s. m. o Aula.2) B I. Incorreta. O preto absorve a radiação incidente. II. orreta. O fluxo de calor é inversamente proporcional à espessura da parede k. A.. III.orreta orreta. IV. orreta. ísica E 1
estes Aula 1 1.1) B A única substância que permanece no estado líquido no intervalo desejado pelo problema é o álcool etílico. Obs.: Há uma incoerência no enunciado visto que NP (condições normais de temperatura e pressão) ocorrem na temperatura de o. 1.2) Afirmativas I e II estão corretas. No gabarito oficial da UPR a resposta é B. 1.3) Afirmativas I e II estão corretas, a resposta é A. 1.) B 1.) B 1.6) E 1.7) A 1.8) D 1.) 1.1) E 1.11) B 2.3) A 18 Para 1 o 1 18 6 o Para 26,6 o 26, 6 17, 6 7 o º K 1.12) B 1.13) V V V 1.1) B 1.1) emperatura é um valor associado a um determinado corpo para traduzir o grau de agitação térmica das moléculas dele. Essa sensação térmica é o calor. 2.1) D 2.2) Aula 2 º K 18 omo o : 18 1 o 2.) A escala Kelvin só admite valores positivos de temperatura. A escala elsius só admite valores de temperatura acima de 273,1 o. 2 ísica E
2.) E Assim, entre as escalas apresentadas, a única possível é a ahrenheit. Aplicando-se a conversão entre escalas elsius e ahrenheit, conclui-se que a temperatura de 1 o corresponde a: º K 18 omo 1 o : ( 1 ) 33. 176 16,1 o Esse é um valor possível para temperatura. º K 18 omo: 16 16 o o 2.6) º K 18 omo : 16 o o 2.7) º K 18 De acordo com o enunciado: + 6 6 (II) Substituindo-se a equação I na II, temos: ( 6 ) 28.. + 1 1. 1 1 o (I) ísica E 3
2.8) B Utilizando esse resultado na equação I, obtemos: 6 1 o 2.1) E º K º K 2.) A 18 omo, o :, 68, 7,6 38 o º K 273 373 273 273 273 omo 77 K: 77 273 16 o 2.11) onversão entre elsius e Réaumur: º R 8 R 8 ºR 8 R 8 R R. 18 omo 2 o : 2 8, 7,6 17,6 o onversão entre ahrenheit e Réaumur: º ºR 8 R 8 18 R 8 R R ísica E
R.( ) 2.12) emperatura inicial: 1 72 8 o Queda de temperatura: 2.17) A A 2 2 B 2 3 2 A 2 2 B 2 1 A 2 2. B 2. B A + 2 omo A 82 o A: 2. B 82 + 2 2. B 12 B 1 o B º ºX 1 X 36, 2 o emperatura final: 2 38 o 2.13) 18. 18 81 o 2.1) 7 K K 7. K 7 K 2.1) 18 7 2.16) B 7. 18 12,6 o ºA ºB 3 2.18) 37 37 37 X 1 37 X 3 1 1. 37 3. X omo: X 1 37 3. 7 37 2, o 2, o X º p 2 1 1 1 2 1 p 1 1 p p 1 p p + No zero absoluto p o A B 2 2 ísica E
2.1) E 2.2) D º ºA 2 2 ( 2) 2 ( 2 ) A 2 A. +. A A. Para o : A.( ) A 2 o A Para o : A. A 1 o A º ºX 2 A 3.3) D 3.) Porque entre os pedaços de serragem existe ar aprisionado, que é um excelente isolante térmico. O mesmo já não ocorre com a madeira. 3.) B A interferência da pele pode ser reduzida quando o termômetro é colocado numa região mais interna do corpo por exemplo, no interior da boca. Um intervalo de tempo longo é necessário para que o termômetro entre em equilíbrio térmico com o corpo. Obs.: Há uma imprecisão grave na alternativa B, aceita como correta. A troca de calor se efetiva instantaneamente e leva um certo tempo para o equilíbrio térmico ser atingido. 3.6) D Não se pode confiar nas sensações térmicas fornecidas pelo corpo humano para determinar a temperatura de um objeto. Os terminais nervosos da pele humana têm a capacidade de acusar a passagem de calor. Se o calor estiver entrando na pele, tem-se a sensação de quente. Se estiver saindo da pele, tem-se a sensação de frio. No problema proposto, o metal e a madeira estão à mesma temperatura, em equilíbrio térmico com o ambiente. A sensação de que o metal está mais frio do que a madeira deve-se ao fato de a condutividade térmica do metal ser maior do que a da madeira, isto é, para o mesmo intervalo de tempo, o metal retira mais calor da mão do estudante, fornecendo a sensação de que o metal está mais frio do que a madeira. X 3.7) E 3.8) B 1 2 X ( 1) ( 1) 2 X 1 1 2. X + 2 omo o : 2. X + 2 2. X 8 X o X Aula 3 3.1) As roupas de inverno são bons isolantes térmicos, pois evitam a saída de calor. 3.2) 3.) E O cobertor é um excelente isolante térmico. Quando uma pessoa se cobre com um cobertor, ele impede a saída de calor. Porém, se o gelo for enrolado em um cobertor, este evita a entrada do calor e, conseqüentemente, previne o derretimento do gelo. 3.1) D O cobertor de lã é um ótimo isolante térmico. Quando uma pessoa se cobre com um cobertor de lã, este dificulta a saída de calor. ontudo, se os alimentos forem enrolados em um cobertor de lã, este dificulta a entrada do calor. 3.11) E I. orreta. Por ser o metal um bom condutor de calor, o aquecimento no interior da carne se dá de maneira mais rápida. II. orreta. O ar aprisionado entre as fibras é um bom isolante térmico, pois dificulta as trocas de calor entre a pessoa e o meio ambiente. 6 ísica E
3.12) III.alsa alsa. Após certo tempo num mesmo ambiente, a temperatura seria a mesma nos dois objetos. 3.13) D k. A. 3.1) A 3.1) B A panela que permite ferver a água mais rapidamente é aquela que tem um maior fluxo de calor. odas as panelas possuem a mesma área S, e a diferença de temperatura entre a região externa e a interna da janela também é igual em todas elas. Portanto, de acordo com a equação, terá o maior fluxo de calor ( ) a panela que apresentar maior coeficiente de condutividade térmica e menor espessura. ogo, a panela IV é a mais indicada para ferver mais rápido uma certa quantidade de água. 3.16) Dados: n panelas A 1, m 2 3. 1 3 m 2 o k,72 kcal/h. m. o t 12 h 6. 1 3 cal/g luxo de calor através das cinco janelas: n. k. A.. ( 72, ).(, 1).( 2) 3. 1 3. 1 3 kcal/h álculo da quantidade de calor que atravessa as janelas em 12 horas: Q t Q. t Q (. 1 3 ). (12) Q. 1 3 kcal Portanto, a massa de carvão utilizada é: Q m m Q m. 1 3 6. 1 m kg 6. 1 3 g 3.17) D Dados: A 2 cm 2 2. 1 2 cm 2 2 mm 2. 1 1 cm ( ) o o k,1 cal/s. cm. o 1. 1 cal/s. cm. o luxo de calor através das placas de vidro: n. k. A. 2 1 ( 1. 1 ).( 2. 1 ).(. 1 ) 1 2. 1 7 cal/s 3.18) D Dados: A 2 o B 8 o AB B KAB. AAB. AB K. A. AB ( A B) ( B ) AB B ( 2 ) ( 8) 3 3(2 ) ( 8) 6 3 8 12 o B B B 3.1) O fluxo de calor que passa através das camadas 1 e 2 é o mesmo. Assim: 1 2 k1. A1. 1 k. A. 1 B 2 2 2 ( 36, ).( 6 ) ( 1, ).( 8) ( 36, ) (, 1) 2 ( 36. 1 ).( 6 ) (. 2 1 1 ).( 8 ) 1 1 ( 36. 1 ) ( 1. 1 ) 2 6 8 2. 1 2 o 3.2) E omo as laterais dos cilindros estão isoladas, não há perda de calor para o ambiente. ogo, o fluxo de energia que passa através do cilindro de cobre será dividido entre o cilindro de aço e o de. Portanto: cobre aço + kcobre. Acobre. cobre cobre ísica E 7
kaço. Aaço Δaço + k. A. Δ aço omo os cilindros têm secções transversais iguais A cobre A aço A. Então: k. A. cobre cobre cobre cobre k. A. k.1) E.2) B.3).) ao ao ao. ao cobre cobre cobre k ao. + k. A. Δ ao ao + k. Δ hamando a temperatura na junção de : kcobre. cobre k ao. ao + k. Δlat cobre ao 2 ( 2. 1 ).( ) ( 6) ( 12. 1 2 ).( ) + ( 26. 1 2 ).( ) ( 12) ( 13) 2 2. + 2.. 2 o Aula.) D O sistema copo água se aquece, principalmente, devido ao calor recebido do Sol, por irradiação. O sistema também perde calor para o ambiente, através de irradiação, em quantidade crescente com a sua temperatura. Assim, o sistema se aquece até atingir uma temperatura em que a quantidade de calor absorvido se iguala à de calor irradiado..6) ão.7) D A radiação é o único processo de transferência de calor que ocorre no vácuo e, através da parede metálica, esse processo se dá por condução..8) E.) D.1) A.11) A.12) A.13) B.1) E O monóxido de carbono e o gás carbônico que são eliminados para a atmosfera são opacos à radiação infravermelha, a qual é a grande responsável pela propagação de calor por irradiação..1) E.16) A Em igualdade de condições, a substância de menor calor específico é a que aquece (ou esfria) com maior rapidez, que, no caso do exercício proposto, é a areia (a água é uma substância de elevado valor de calor específico). Pode-se concluir que a areia é esfriada de forma mais rápida que a água. Durante o dia, a areia é aquecida mais rapidamente que a água. O ar localizado acima da areia fica mais aquecido que o situado acima da água, fato esse que vem a ocasionar as correntes de convecção do ar, as quais se deslocam da água para o continente e são conhecidas como brisa marítima. Durante a noite, a areia é esfriada mais rápido que a água. O ar localizado acima da areia fica menos aquecido que o situado acima da água, o que originar as correntes de convecção do ar, as quais se deslocam do continente para a água e são chamadas de brisa terrestre..17) A.18) D.1) 62.2) 8 ísica E