Termodinamica exercicios resolvidos

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LISTA 4 - Prof. Jason Gallas, IF–UFRGS

25 de Fevereiro de 2004, as 4:48 a.m. `

Exerc´cios Resolvidos de Termodinˆ mica ı a
Jason Alfredo Carlson Gallas, professor titular de f´sica te´ rica, ı o
Doutor em F´sica pela Universidade Ludwig Maximilian de Munique, Alemanha ı

Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de F´sica ı
Mat´ ria para a QUARTA prova. Numeracao conforme aquarta edicao do livro e ¸˜ ¸˜ “Fundamentos de F´sica”, Halliday, Resnick e Walker. ı

Esta e outras listas encontram-se em: http://www.if.ufrgs.br/ jgallas

Conte´ udo
19 Temperatura 19.1 Quest˜ es . . . . . . . . . . . . . . . . . o

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19.2 Exerc´cios e Problemas . . . . . . . . . ı 19.2.1 Medindo temperatura . . . . . . 19.2.2 As escalas Celsius e Fahrenheit 19.2.3 Expans˜ o t´rmica . . . . . . . . a e

Coment´ rios/Sugest˜ es e Erros: favor enviar para a o

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LISTA 4 - Prof. Jason Gallas, IF–UFRGS

25 de Fevereiro de 2004, as 4:48 a.m. `

19 Temperatura
19.1 Quest˜ es o
Q 19-3.

no interior da curva? Porque o zinco tem coeficiente linear de expans˜ o at´ rmica maior que o ferro. Procure tais valores em algue ma Tabela.

Um pedaco de gelo e um termˆ metro mais quente s˜ o Q 19-22. ¸ o a colocados num recipiente hermeticamente fechado, no ¸˜ ı v´ cuo. O gelo e o termˆ metro est˜ o suspensos de tal Explique por que a dilatacao aparente de um l´quido a o a a maneira, que n˜ o ficam em contato. Por que a leitura do num tubo de vidro, quando aquecido,n˜ o corresponde a a verdadeira expans˜ o do l´quido. ` a ı termˆ metro diminui, ap´ s algum tempo? o o Porque o vidro que cont´ m o l´quido tamb´ m se exe ı e O termˆ metro transfere calor por irradiacao. As foro ¸˜ mas de tranferˆ ncia de calor ser˜ o estudadas no cap´tulo pande. e a ı 20.

Q 19-7.

19.2 Exerc´cios e Problemas ı

Embora pareca imposs´vel atingir o zero absolu¸ ı to detemperatura, temperaturas t˜ o baixas quanto 19.2.1 Medindo temperatura a K foram alcancadas em laborat´ rios. Isto ¸ o n˜ o seria suficiente para todos os fins pr´ ticos? Por que P 19-6. a a ı os f´sicos deveriam (como realmente fazem) tentar obter Dois termˆ metros de g´ s a volume constante s˜ o usao a a temperaturas ainda mais baixas? dos em conjunto. Um deles usa nitrogˆ nio e o outro, e e a a ´Porque a muito baixas temperaturas os materiais exi- hidrogˆ nio. A press˜ o do g´ s em ambos os bulbos e = mm de Hg. Qual e a diferenca de press˜ o nos dois ´ ¸ a bem propriedades n˜ o observadas a temperaturas usuais. a o ´ A supercondutividade e um exemplo dessas proprieda- termˆ metros, se colocarmos ambos em agua fervendo? ´ Em qual dos termˆ metros a press˜ o ser´ mais alta? o a a des. Amotivacao para esse tipo de pesquisa est´ na pos¸˜ a sibilidade de encontrar novos fenˆ menos e propriedades o Tomamos como sendo mm de merc´ rio pau f´sicas dos materiais. A tentativa de reduzir os limites ı ra ambos termˆ metros. De acordo com a Fig. 19-6, o o f´sicos induz o desenvolvimento de instrumentos de meı o K para o ponto de dida mais e mais sofisticados, que s˜ o posteriormente termˆ metrode N fornece a ebulicao da agua. Usamos a Eq. 19-5 para determinar a ¸˜ ´ usados em outros campos. press˜ o: a

mm de merc´ rio u

mm de merc´ rio u

Q 19-18.

A press˜ o no termˆ metro de nitrogˆ nio e maior que a a o e ´ Duas lˆ minas, uma de ferro e outra de zinco, s˜ o rebitaa a press˜ o no termˆ metro de hidrogˆ nio por a o e mm de das uma na outra, formando uma barra que se encurvamerc´ rio. u quando e aquecida. Por que a parte de ferro fica sempre ´ http://www.if.ufrgs.br/ jgallas P´ gina 2 de 7 a

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Porque o vidro que cont´ m o merc´ rio inicia seu e u processo de dilatacao primeiro. Depois, a dilatacao do ¸˜ ¸˜ merc´ rio e mais not´ vel, porque este tem...
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