Universidade Federal do Pampa – Campus Uruguaiana

Curso: Ciências da Natureza

Disciplina: Fluidos e Termologia

Prof. Msc. Charles Guidotti

Lista de Exercícios 2 - Termodinâmica

1) Suponha que você encontre anotações antigas que descrevem uma escola de

temperatura chamada de Z na qual o ponto de ebulição da água é 65ºZ e o ponto de

congelamento -14ºZ. A que temperatura na escala Fahrenheit corresponde uma

temperatura de -98ºZ? (R. −1590𝐹)

2) Em um dia quente em Las Vegas, uma caminhão tanque foi carregado com 37000 L de

óleo diesel. Ele encontrou um tempo frio a caminho onde a temperatura era de 100C

menor, onde ele entregou todo o seu carregamento. Quantos litros ele entregou? O

coeficiente de dilatação volumétrica da óleo diesel é 9,5 ×10−4℃−1. (R.36648 m³)

3) Determine a variação de volume de uma esfera de alumínio com um raio inicial de 10

cm quando a esfera é aquecida de 00C para 1000C. (𝛼 = 23𝑥 10−6 º𝐶−1) (R. 29 cm³)

4) Que quantidade de calor deve absorver uma amostras de gelo com massa m=0,720 Kg

a -100C para ser levada ao estado líquido a 150C? (300 KJ)

Dados: (𝑐𝑔𝑒𝑙𝑜 = 2220𝐽

𝐾𝑔. 𝐾 ), (𝐿 = 333

𝐾 𝐽

𝑘𝑔) , (𝑐𝑙𝑖𝑞 = 4190

𝐽

𝐾𝑔. 𝐾 )

5) Quanta agua permanece no estado liquido após 50,2 KJ serem transferidas sob a forma

de calor a partir de 260 g de água inicialmente em seu ponto de congelamento? (R. 109

g)

6) Uma certa substância tem uma massa por mol de 50 g/mol. Quando 314 J são

adicionadas sob a forma de calor a uma amostra de 30 g, a temperatura da amostra

sobe de 250𝐶 para 450𝑐. Quais são a) calor especifico, b) Quantos moles estão

presentes na amostra e C) o calor especifico molar da substância? (R. a)523J/kg.k b)

0,600 mol e c)26,3 J/mol.K )

7) Um lingote de cobre de massa 𝑚𝑐= 75 g é aquecido em um forno de laboratório até a

temperatura T= 312°C. Em seguida, o lingote é colocado em um béquer de vidro

contendo uma massa 𝑚𝑎= 220 g de água. A capacidade térmica 𝐶𝑏do béquer é 45 cal/K.

A temperatura inicial da água e do béquer é 𝑇𝑖= 12°C. Supondo que o lingote, o béquer

e a água são um sistema isolado e que a água não é vaporizada determine a temperatura

final 𝑇𝑓 do sistema quando o equilíbrio térmico é atingido. (R.1670cal, 342 cal, -2020 cal)

8) O álcool etílico tem um ponto de ebulição de 78°C, um ponto de congelamento de -

114°C, um calor de vaporização de 879 kJ/kg, um calor de fusão de 109 kj/kg e um calor

específico de 2,43 kJ/kg. K. Quanta energia deve ser removida de 0,510 kg de álcool

etílico que está inicialmente na forma de gá a 78°C para que ele se torne um sólido a -

114°C? (R. 742 kJ)

9) Qual é provavelmente mais fria: uma noite estrelada ou noite sem estrelas?

10) O que acaba acontecendo com a energia solar que incide na terra?

11) Você consegue manter os seus dedos ao lado da chama de uma vela, sem se queimar,

mas não pode mantê-lo acima da chama. Por que?

12) Em regiões desérticas, quentes durante o dia e frias durante a noite, as paredes das

casas frequentemente são feitas de argila. Por que é importante que as paredes de argila

sejam grossas?

13) O calor pode ser absorvido por uma substancia sem que esta mude sua temperatura.

Esta afirmação contradiz o conceito do calor como uma energia no processo de

transferência, devido a uma diferença de temperatura?

14) Discuta o processo pelo o qual a agua congela, do ponto de vista da primeira lei da

termodinâmica. Lembre-se que o gelo ocupa um volume maior do que a mesma massa

de agua.

15) Suponha que 1 kg de água a 100ºC seja convertido em vapor a pressão atmosférica de

1 atm. O volume de água varia de um valor inicial de 1 x 10−3 m³ como líquido para

1,671 m³ como vapor. Calor latente de vaporização: 2256 kJ/kg a)Qual é o trabalho

realizado pelo sistema durante o processo? b)Qual é a energia é transferida na forma

de calor durante o processo? c)Qual é a variação da energia interna do sistema durante

o processo? (R. 1,69𝑥105𝐽, 2256𝑥103𝐽, 2090 𝐾𝐽)

16) Uma máquina de Carnot opera entre as temperaturas T1= 850 K e T2= 300 K. A máquina

realiza 1200 J de trabalho em cada ciclo, que leva 0,25 s. a)Qual é a eficiência da

máquina? B) Qual é a potência média da máquina? C) Qual é a energia Q1 extraída em

forma de calor da fonte quente a cada ciclo? d)Qual é a energia Q2 liberada na forma

de calor para a fonte fria a cada ciclo? (R. 65%, 4800 W, 1855 J, 655 J)