Problemas Resolvidos de Física
Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
HALLIDAY, RESNICK, WALKER, FUNDAMENTOS DE FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE
JANEIRO, 1996.
FÍSICA 2
CAPÍTULO 20 – CALOR E PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA
24. Um bloco de gelo, em seu ponto de fusão e com massa inicial de 50,0 kg, desliza sobre uma
superfície horizontal, começando à velocidade de 5,38 m/s e finalmente parando, depois de
percorrer 28,3 m. Calcule a massa de gelo derretido como resultado do atrito entre o bloco e a
superfície. (Suponha que todo o calor produzido pelo atrito seja absorvido pelo bloco de gelo.)
(Pág. 198)
Solução.
Seja m0 a massa inicial, v0 a velocidade inicial e m a massa final do gelo. A energia dissipada pela
força de atrito (trabalho) vale:
1
1
Wat =
∆K =
K − K0 =
0 − m0 v02 =
− m0 v02
2
2
A energia do trabalho da força de atrito é transferida na forma de calor latente para a fusão do gelo
Qf. Portanto, a variação da massa de gelo é calculada igualando-se Wat a Qf:
Q=
Wat= L f ∆m
f
Na expressão acima, Lf é o calor latente de fusão do gelo.
1
− m0 v02 =
L f ∆m
2
( 50, 0 kg )( 5,38 m/s ) =−0, 0021730 kg
m0 v02
=−
2L f
2 ( 333 ×103 J/kg )
2
∆m =−
∆m ≈ −2,17 g
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Halliday, Resnick, Walker - Física 2 - 4a Ed. - LTC - 1996.
Cap. 20 – Calor e Primeira Lei da Termodinâmica
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