Nome: ___________________________________ N.º ______
2ª série Ensino Médio.
Praia Grande, 22 de março de 2015.
NOTA:
Professor: Wellington Vieira Lima
LISTA 2 DE FÍSICA 1º TRIMESTRE
1. (Ufg 2009) Por medida de economia e conservação
da qualidade de alguns alimentos, um supermercado
instalou um sistema de refrigeração que funciona da
seguinte forma: ao atingir uma temperatura superior Ts,
ele é ligado e, ao ser reduzida para uma temperatura
inferior Ti, é desligado. Esse sistema, composto por um
tudo cilíndrico fechado de área A0 acoplado a um bulbo
em sua parte inferior, é preenchido com mercúrio e tem
dois contatos metálicos separados por uma distância h,
conforme a figura. Desprezando a dilatação térmica do
recipiente, calcule a temperatura Ts quando o sistema é
ligado.
Dados:
Ti = 12 °C
A0 = 1,0 ´ 10-7 m2
V0 = 1,0 ´ 10-5 m3
h = 6,0 cm
aHg = 40 ´ 10-6 °C-1
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
Você já pensou em passar a noite em uma
geladeira ou dormir sobre uma grande pedra de gelo?
Apesar de essa ideia ser assustadora, já
existem hotéis feitos de gelo que são como imensos
iglus. O primeiro hotel de gelo do mundo, o Ice, fica na
Suécia. Esse hotel possui paredes, camas, mesas e
tudo o que existe em um hotel normal, só que de gelo.
Não há como não se impressionar.
A inusitada construção é branca, transparente e
costuma durar apenas o período do inverno, porque
depois o gelo se derrete.
2. (cps 2010)
Numa noite, verificou-se que a
temperatura externa era muito mais baixa que a
temperatura do interior do hotel Ice.
A diferença de temperatura entre o interior do hotel e
seu exterior se deve ao fato de o gelo apresentar um
valor baixo para
a) o calor específico.
b) a capacidade térmica.
c) o coeficiente de atrito.
d) o coeficiente de dilatação térmica.
e) a constante de condutibilidade térmica.
3. (G1 - cps 2007) Um corpo sólido, quando aquecido,
sofre alterações em suas dimensões devido à expansão
de seus espaços interatômicos. Quando a temperatura
desse corpo se eleva, aumenta a agitação atômica e,
como consequência, há o aumento da distância média
entre os átomos. A esse fenômeno denominamos
dilatação térmica.
Segundo relatório elaborado por cientistas da ONU
sobre o aquecimento global, até o final deste século as
temperaturas atmosféricas subirão de 1,8 °C a 4 °C.
Isso significa que a maior parte dos corpos sólidos do
planeta sofrerá alterações em
a) sua massa.
b) seu volume.
c) seu calor latente.
d) seu calor específico.
e) sua capacidade térmica.
4. (Ufal 2006) Um recipiente cúbico de zinco, cujo
coeficiente de dilatação térmica linear é 25 × 10-6 °C-1,
tem lado 20 cm à temperatura de 20 °C. Nessa
temperatura ele é preenchido completamente com
mercúrio, de coeficiente de dilatação 180 × 10-6 °C-1. O
sistema é levado, então, à temperatura final de 120 °C.
Analise as afirmações com verdadeiro ou falso.
( ) O coeficiente de dilatação da superfície lateral do
cubo é 50 × 10-6 °C-1.
( ) A dilatação apresentada pelo lado do cubo é 20 cm.
( ) A dilatação apresentada pelo recipiente é 20 cm3.
( ) A dilatação do mercúrio é 144 cm3.
( ) Certamente ocorreu transbordamento maior que
100cm3 de mercúrio.
5. (Fuvest-SP) Uma dona-de-casa em Santos, para
seguir a receita de um bolo, precisa de uma xícara de
água a 50°C. Infelizmente, embora a cozinha seja bemaparelhada, ela não tem termômetro. Como pode a
dona-de-casa resolver o problema? (Você pode propor
qualquer procedimento correto, desde que não envolva
termômetro.)
6. (Ufpr 2003) A uma caneca contendo 50ml de café,
°
inicialmente a 70 C, adicionam-se 5g de um adoçante,
inicialmente a 28°C. Considere o calor específico do
café igual a 1cal/(g.°C), o do adoçante igual a 2cal/(g.°C)
e a densidade do café igual a 1g/ml. Despreze as trocas
de calor com a caneca e com o ambiente. Determine a
temperatura final da mistura, expressando-a em graus
Celsius.
m
c
TF
Ti
∆T
7. (Unicamp-SP) Um rapaz deseja tomar banho de
banheira com água à temperatura de 30°C, misturando
água quente e fria. Inicialmente, ele coloca na banheira
100 litros de água fria a 20°C. Desprezando a
capacidade térmica da banheira e a perda de calor da
água, pergunta-se:
a) quantos litros de água quente, a 50°C, ele deve
colocar na banheira?
m
c
TF
Ti
∆T
Nessa situação, a lâmina está plana e horizontal. A
seguir, ela é aquecida por uma chama de gás. Após
algum tempo de aquecimento, a forma assumida pela
lâmina será mais adequadamente representada pela
figura:
Note e adote:
O coeficiente de dilatação térmica linear do ferro é
1,2 ´ 10-5 °C-1.
O coeficiente de dilatação térmica linear do bronze é
1,8 ´ 10-5 °C-1.
Após o aquecimento, a temperatura da lâmina é
uniforme.
b) se a vazão da torneira de água quente é de 0,20
litros/s, durante quanto tempo a torneira deverá ficar
aberta?
8. (Ufba 2010) Houve apenas um jogo do basquetebol
de alta tecnologia. A ideia, que parecia promissora e
que exigiu enormes investimentos, foi logo abandonada.
Superatletas foram criados utilizando técnicas de
melhoramentos genéticos em células embrionárias dos
melhores jogadores e jogadoras de todos os tempos. A
bola, confeccionada com um material isolante térmico
de altíssima qualidade, era uma esfera perfeita. Os aros
das cestas, círculos perfeitos, foram feitos de uma liga
metálica, resultado de longa pesquisa de novos
materiais.
O ginásio de esportes foi reformulado para o evento,
com um sistema de climatização ambiental para
assegurar que a temperatura se mantivesse constante
em 20 °C. A plateia era majoritariamente composta por
torcedores do time local, entre os quais foram
reconhecidos cientistas premiados e representantes de
empresas de alta tecnologia.
O jogo estava nos cinco minutos finais empatado.
Aconteceu, então, um grande movimento na plateia. De
um lado, os torcedores pedem alimentos e bebidas
quentes e iluminam a cesta com lanternas
infravermelhas. Do outro, da cesta do time local, todos
querem sorvetes e bebidas geladas. Usou-se de todos
os meios possíveis, inclusive alterando o sistema de
climatização, para aquecer a região em torno da cesta
do time visitante e esfriar a do time local. Dois
torcedores, representantes da tecnociência, colocados
atrás das cestas conversavam ao telefone: — Aqui está
19 °C e aí? — Aqui está 21 °C, vencemos! Terminado o
jogo, o técnico do time visitante desabafou: — Sujaram
um bom jogo e mataram uma boa ideia.
Explique, qualitativa e quantitativamente, por que os
dois torcedores tinham certeza de ter vencido e
comente as opiniões do técnico visitante, considerando
que o diâmetro da bola e dos aros são iguais,
respectivamente, a 230,0 mm e a 230,1 mm e que o
coeficiente de dilatação linear dos aros é 4,8 .10−4 ºC−1.
9. (Fuvest 2014) Uma lâmina bimetálica de bronze e
ferro, na temperatura ambiente, é fixada por uma de
suas extremidades, como visto na figura abaixo.
a)
b)
c)
d)
e)
10. (Ufpr 2010) Uma montanhista utiliza em suas
escaladas uma caneca com massa igual a 100 g e feita
de um material com calor específico de 910 J/(kg.ºC).
Num certo momento, ela coloca 200 g de chá à
temperatura inicial de 80 ºC em sua caneca, que se
encontra à temperatura ambiente de 10 ºC. Despreze a
troca de calor com o ambiente e considere que o calor
específico do chá é igual ao da água, isto é, 1,0
cal/(g.ºC). Determine a temperatura do chá após o
sistema ter atingido o equilíbrio térmico.
Dado: 1 cal/g.°C = 4.200 J/kg.°C.
FORMULÁRIO
DL = L i × a × Dq
DS = S i × b × Dq
DV = V i × g × Dq
b = 2 ×a
Q = m × c × DT
C = m ×c
g = 3×a
Q A + Q B + ...Q n = 0