Curso de Especialização Tecnológica
Produção de Plantas Aromáticas e Nutricionais
Física
Ficha de Trabalho nº 1
Calor
1. Classifique como verdadeiras ou falsas, as seguintes afirmações:
a)
Dois corpos em equilíbrio térmico um com o outro devem estar em equilíbrio com um terceiro.
b) As escalas Fahrenheit e Celsius só diferem pela escolha do “zero” de temperatura.
c)
O Kelvin tem o mesmo tamanho que o Celsius.
d) Todos os termómetros dão a mesma leitura ao medirem a temperatura de um certo sistema.
2. Como se poderá determinar se dois corpos estão ou não em equilíbrio térmico, se for impossível colocá-los em
contacto térmico.
3. O que é maior, a elevação de 1ºC ou de 1ºF?
4. A temperatura da sala de aula, esta manhã, é de 25ºC, mas ontem era de 86ºF. Em que dia estava mais fresco.
5. É recomendada, para uma dada cera, a sua aplicação no intervalo de temperaturas -12ºC e -7ºC. Exprima este
intervalo na escala Fahrenheit.
6. As temperaturas registadas na Serra da Estrela atingiram os extremos -4,7ºC (1962) e 41,6ºC (3003). Exprima estes
registos em Kelvin e Fahrenheit.
7. Qual a temperatura Celsius correspondente aos 98,6ºF normais da temperatura do corpo.
8. Colocam-se 600g de granalha de chumbo, a 100ºC, num calorímetro de alumínio, com a massa de 200g, contendo
500g de água, inicialmente a 17,3ºC.
A temperatura final de equilíbrio do calorímetro com a granalha é de 20ºC. Qual o calor específico do chumbo.
(Dados: calumínio=0,900kJ/kg.K, e cágua=4,18kJ/kg.K)
9. Uma amostra de 830 g de chumbo é aquecida até ao seu ponto de fusão a 600k. Que quantidade de energia térmica
deve ser fornecida à amostra para que o chumbo seja fundido. (Para o cobre o ponto de fusão 600k, corresponde a um
calor latente de fusão, Lf=24,7kJ/kg)
10. O corpo A tem o dobro da massa e o dobro do calor específico do corpo B. Como se comparam as respetivas
variações de temperatura quando ambos recebem quantidades de calor iguais.
11. O Lucas, um cão boxer de 5 anos de idade, consome diariamente 2500 kcal de alimento por dia. A quantos joule
corresponde essa energia.
Sonia Silva ([email protected])
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12. Uma casa é constituída por cerca de 10 5kg de betão (calor específico= 1,00 kJ/kg.K). Qual a quantidade de calor
cedida pelo betão ao arrefecer dos 25ºC até 20ºC.
13. Quantas calorias devem ser cedidas a 60g de gelo, a -10ºC, para que este funda e se transforme em água líquida a
40ºC.
13. Uma amostra de 200g de chumbo é aquecida a 90ºC e lançada num calorímetro com 500g de água, inicialmente a
20ºC. Desprezando a capacidade calorífica do copo do calorímetro, estime a temperatura final do chumbo e da água em
equilíbrio.
Considere o calor específico da água igual a 4,18kJ/kg.K e o calor específico do chumbo igual a 0,128kJ/kg.K
14. O calor específico de um metal pode ser determinado medindo-se a variação de temperatura que ocorre num
processo em que uma amostra do metal é aquecida e depois lançada num calorímetro isolado, contendo água, com o
recipiente do mesmo metal que a amostra.
Imagine que a massa da amostra do metal corresponde a 100g e que a mostra se encontra a uma temperatura de
100ºC.
Considere ainda que o recipiente do calorímetro pesa 200g e a água nele contida 500g, e se encontram à temperatura
inicial de 20ºC.
Sabendo que a temperatura final é de 21,4ºC, determine o calor específico do metal.
15. Explique por que razão, o nível de mercúrio num termómetro baixa ligeiramente antes se elevar, quando é
mergulhado em água quente.
16. Uma régua de aço (a=11x10-6 K-1) tem o comprimento de 30cm a 20ºC. Determine o seu comprimento à
temperatura de 100ºC.
17. Considere uma ponte de 100m de comprimento, totalmente fabricada em aço, de estrutura contínua e sem folgas.
Determine a variação total de comprimento entre um dia de inverno muito rigoroso (-30ºC) e um dia de verão
escaldante (40ºC).
18. Uma barra de cobre com 2m de comprimento, tem secção reta circular com raio de 1cm. Uma extremidade da barra
está a 100ºC e a outra a 0ºC. A superfície lateral da barra está termicamente isolada e as perdas térmicas através do
isolamento são desprezíveis. Determine:
a)
a resistência térmica da barra.
b) a corrente térmica.
c)
O gradiente de temperatura
d) A temperatura da barra a 25cm da extremidade quente.
Sonia Silva ([email protected])
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19. Dois cubos, um de cobre e outro de alumínio têm e 3 cm de aresta e estão montados como mostra a figura. Calcule:
a) a resistência térmica de cada cubo
b) a resistência térmica do conjunto dos dois cubos
c) a corrente térmica
d) a temperatura na interface dos dois cubo.
100ºC
Cu
Al
20ºC
Considere KCu= 401 W/m e KAl= 237 W/m
20. Considere agora que os cubos do exercício anterior, serão montados em paralelo. Calcule:
a) a corrente térmica em cada cubo
b) a corrente térmica do conjunto dos dois cubos
c) resistência térmica equivalente dos dois cubos
21. Classifique como verdadeiras ou falsas as afirmações:
a) Durante uma mudança de fase, a temperatura de uma substância permanece constante.
b) A taxa de condução de energia térmica é proporcional ao gradiente de temperatura.
c) Todos os materiais se expandem ao serem aquecidos.
Bom Trabalho!
Sonia Silva ([email protected])
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