Questões Halliday

Páginas: 16 (3899 palavras) Publicado: 30 de agosto de 2014

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS
ENGENHARIA CIVIL
LARYSSA KARLA CHAVES ROCHA-1311237










ATIVIDADE AVALIATIVA










SÃO LUIS-MA
2014
Questões de Temperatura, Calor e a Primeira Lei da Termodinâmica-Capitulo 18

07- Em uma escala linear de temperatura X, a água evapora a – 53,5ºX e congela a – 170ºX.Quanto vale atemperatura de 340K na escala X? (Aproxime o ponto de ebulição da água para 373K).
SOLUÇÃO
273 – k / 373 – 273 = - 170 - X / - 53 - (- 170)
273 – K / 100 = - 170 – X / - 53 + 170
273 – K / 100 = -170 – X / 117
Para k=340
273 – 340 / 100 = -170 – X /117
- 67 / 100 = - 170 – X/117
100(- 170 – X) = -7839
- 170 – X = - 7839
- X = - 78,39 + 170
- X = 91,61
X= - 91,61
X = - 92 ºX
17- Uma barra deaço tem 3cm de diâmetro a 25ºC. Um anel de latão tem um diâmetro interno de 2,992 cm a 25ºC. Se os dois objetos são mantidos em equilíbrio térmico, a que temperatura a barra se ajusta perfeitamente ao furo?
SOLUÇÃO
d=2,992 cm
T=25ºC
α aço=11.10^ˉ6 ºC
α latão=19. 10^ˉ6 ºC
Laço + ∆Laço=Llatão + ∆Llatão
3+11.10^ˉ6.3(T-25) =2,992+19. 10^ˉ6.2,992(T-25)
3-2,992+33. 10^ˉ6 (T-25) =56,848. 10^ˉ6(T-25)
0,008=56,848. 10^ˉ6 (T-25) – 33. 10^ˉ6 (T-25)
0,008=23,848. 10^ˉ6 (T-25)
T-25=0,008/23,848. 10^ˉ6
T-25=0,335.10³
T=335+25
T=360ºC

27-Um pequeno aquecedor elétrico de imersão é usado para esquentar 100g de água, com o objetivo de preparar uma xicara de café solúvel. Trata-se de um aquecedor de “200 watts”. Calcule o tempo necessário para aquecer a água de 23ºC para 100ºC, desprezando asperdas de calor.
SOLUÇÃO
Dados: m=100g; c=1cal/gºC; Ti=23ºC ;Tf= 100ºC
Q= mc (Tf – Ti)
Q=100.1.(100-23)
Q=100.77
Q=7700 cal
P=Q/T
onde :
P = potência (w)
Q= quantidade de calor
T = tempo (s)
1w  1J/s
1 cal  4,18J
7700 cal  x
X=32186J
T=Q/P
T=32186/200
T=160s

37- O álcool etílico tem um ponto de ebulição de 78ºC, um ponto de congelamento de -114ºC, um calor devaporização de 879kJ/kg, um calor de fusão de 109kJ/kg e um calor específico de 2,43 KJ/kg.K. Quanta energia deve ser removida de 0,510kg de álcool etílico que está inicialmente na forma de gás a 78ºC para que ele se torne um solido a -114ºC?
SOLUÇÃO
Para realizar a alteração de fase a 78ºC,
Q=Lvm
Q=879.0,510
Q=448,29 kJ deve ser removido.
Para remover o liquido a -114ºC,
Q=cm|∆Tq|Q=(2,43)(0,510)(192)
Q=237,95 kJ deve ser removido.
Finalmente, para completar a mudança de fase em – 114ºC,
Q=Lfm
Q=(109)(0,510)
Q=55,59kJ devem ser removidos.
O total de calor removido é, portanto, 448,29+237,95+55,59=742Kj
Qt=742kJ
47-A Fig.18-40 mostra um ciclo fechado de um gás (a figura não foi desenhada em escala) A variação da energia interna do gás ao passar de a para c ao longo da trajetóriaabc é -200J. Quando o gás passa de c para d recebe 180J na forma de calor. Mais 80J são recebidos quando o gás passa de d para a. Qual é o trabalho realizado sobre o gás quando ele passa de c para d?
SOLUÇÃO
Nota-se que não há trabalho feito no processo que vai de d até a de forma que Qda=Eint=80J. Também, uma vez que a variação total na energia interna em tono do ciclo é igual a zero, então∆Eint ac + ∆Eint cd + ∆Eint da=0
-200+∆Eint cd + 80=0
∆Eint cd= 200-80
∆Eint cd= 120J
Assim, aplicando a 1 Lei da Termodinâmica:
Wcd=Qcd - ∆Eint cd
Wcd=180J-120J
Wcd= 60J
57-Na Fig.18-44ª, duas barras retangulares iguais de metal são soldadas nas extremidades e mantidas a uma temperatura T₁=0ºC do lado esquerdo e uma temperatura T₂=100ºC do lado direito. Em 2min, 10J são conduzidos a umataxa constante do lado direito para o lado esquerdo. Que tempo seria necessário para conduzir 10J se as placas fossem soldadas lado a lado com na Fig.18-44b?
SOLUÇÃO
Usamos Pcond=kA∆T/L A/L. Comparando os casos (a) e (b) da fig.18-44, temos:
Pcond b= (AbLa/AaLb) P cond a=4Pcond a.
Consequentemente, levaria 2min/4 = 0,5 min para a mesma quantidade de calor ser conduzida através das varetas...
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