Primeira lei dos gases

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FaSaR - Faculdade Santa Rita Departamento de Engenharia Disciplina: Física II Professora: Cláudia Vasconcelos 1a Lista de Exercícios: Temperatura, calor, 1a lei da termodinâmica e gases ideais

1. A temperatura na superfície do sol é aproximadamente igual a 6000 K; expresse esta temperatura em o C e em o F . (Resposta: 5727o C; 10340, 6o F ) 2. (a) Exprimir em o F a temperatura média do corpohumano (36o C). (b) Exprimir em o F a temperatura normal de ebulição do oxigênio (−183o C). (Resposta: (a) 96, 8o F (b) −297.4o F ) 3. Um panela com água é aquecida de 25o C a 80o C. Qual é essa variação de temperatura nas escalas Kelvin e Fahrenheit? (Respostas: 55 K e 99o F ) 4. Uma escala de temperatura Estranha apresenta ponto de gelo da água −15, 0o E e ponto de ebulição da água +60, 0o E.Desenvolva uma equação para a conversão dessa escala de temperatura para a escala Celsius. 5. Na escala Réaumur, o ponto de fusão do gelo 0o R e o de ebulição da água 80o R. Deduzir as expressões para converter as temperaturas na escala Réaumur em temperaturas nas escalas Celsius e Fahrenheit. 6. Transforme para o C as seguintes temperaturas: (a) 223 K, (b) −20o F , (c) 523 K, (d) 235o F . (Resposta:(a) −50o C (b) −28, 89o C (c) 250o C (d) 112, 78o C) 7. A que temperatura os seguintes pares de escalas fornecem a mesma leitura? (a) Farenheit e Celsius; (b) Farenheit e Kelvin; (c) Celsius e Kelvin. (Resposta: (a) −40o (b) 575o (c) para nenhum valor) 8. Considere um termômetro constituído por uma resistência elétrica de platina. A temperatura Celsius da escala deste termômetro é denominadotemperatura da plantina, tP t , e é definida do seguinte modo: tP t = 100 R − Ri Rf − Ri

onde Ri é a resistência do termômetro no ponto do gelo, Rf é a resistência do termômetro no ponto do vapor e R é a resistência do termômetro na temperatura que queremos medir. A resistência de um termômetro deste tipo é de 10000 ohms no ponto do gelo, 13860 ohms no ponto do vapor e 26270 ohms no ponto do enxofre(onde t = 444, 6o C). Calcule a temperatura da platina no ponto do enxofre. (Resposta: 421, 4o C) 9. Explique o que aconteceria com a água de um lago se a temperatura em que a água atingisse seu volume mínimo fosse de 0o C. 10. Uma esfera oca de alumínio tem um raio interno de 10 cm e raio externo de 12 cm a 15o C. O coeficiente de dilatação linear do alumínio é 2, 3 × 10−5 o C −1 . De quantos cm3varia o volume da cavidade interna quando a temperatura sobe para 40o C? O volume da cavidade aumenta ou diminui? (Respostas: aumenta de 7,23 cm3 ) 11. Uma barra retilínea é formada por uma parte de latão soldada em outra de aço. A 20o C, o comprimento total da barra é de 30 cm, dos quais 20 cm de latão e 10 cm de aço. Os coeficientes de dilatação linear são 1, 9 × 10−5 o C −1 para o latão e 1, 1× 10−5 o C −1 para o aço. Qual é o coeficiente de dilatação linear da barra? (Resposta: 1, 63 × 10−5 o C −1 )

12. Um cabo de aço com 10 m de comprimento sustenta a massa de um pêndulo em sua extremidade. Quantos milímetros mais longo torna-se esse cabo quando sua temperatura aumenta em 20o C? (coeficiente de dilatação do aço: 11 × 10−6 o C −1 ) (Resposta: 2,2 mm) 13. Uma barra de metal de 30,0 cmde comprimento sofre uma dilatação de 0,075 cm, quando sua temperatura sobe de 0o C para 100o C. Outra barra de um metal diferente, de mesmo comprimento, dilata-se 0,045 cm, sob as mesmas condições. Uma terceira, também de 30,0 cm de comprimento é feita de dois pedaços dos metais acima, colocados em linha, e se expande 0,065 cm entre 0o C e 100o C. Achar o comprimento de cada parte da barracomposta. (Resposta: 20 cm e 10 cm) 14. Enche-se completamente com água a 50o C uma garrafa de 250 cm3 . Aquece-se a garrafa e a água até 60o C. Que quantidade de água extravazará se: (a) a dilatação da garraga for desprezada; (b) a dilatação da garrafa for incluída? Usar γvidro = 1, 2 × 10−5 o C −1 e γágua = 60 × 10−5 o C −1 . (Respostas: (a) 1,50 cm3 (b) 1,47 cm3 ) 15. A densidade do alumínio...
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