F Sica 2 08 1

Prof. A.F.Guimarães
Física 2 – Questões 8
Questão 1

ܿሺܶ଴ ሻ ൌ ‫ ܣ‬൅ ‫ܶܤ‬଴ଶ
(2.2)

O calor fornecido a um corpo desde uma temperatura inicial Ti até uma temperatura final
T é dado por:

Agora tomando a média:
‫ܶܤ‬଴ଶ
ʹ
(2.3)

ܳ ൌ ‫ܣ‬ሺܶ െ ܶ௜ ሻଶ

ܿҧ ൌ ‫ ܣ‬൅

onde ‫ ܣ‬ൌ ʹͲ݈݇ܿܽ ή ‫ି ܭ‬ଶ Ǥ (a) Determine a expressão da capacidade calorífica em função de
T. (b) Sabendo que ܶ௜ ൌ ʹͲͲ‫ܭ‬, calcule a capacidade calorífica para ܶ ൌ ͵ͲͲ‫ܭ‬Ǥ
Resolução:
a) Por definição temos:

்

Para బ, teremos:
ଶ

‫ܶܤ‬଴ଶ
ܶ଴
ܿ൬ ൰ ൌ ‫ܣ‬൅
ʹ
Ͷ
‫ܶܤ‬଴ଶ
ܶ଴
ܿ ൬ ൰ ൌ ܿҧ െ
ʹ
Ͷ
(2.4)

݀ܳ
݀ܶ
(1.1)

‫ܥ‬ൌ

Questão 3

Logo:

Um anel de cobre tem exatamente 1,00000 cm de diâmetro à temperatura de 0Ԩ. Uma esfera de alumínio tem exatamente 1,00200 cm de diâmetro à temperatura de 100Ԩ. A esfera é colocada na parte superior do anel, permitindose que os dois corpos adquiram equilíbrio térmico, não havendo perda de calor para a vizinhança. A esfera atravessa o anel tão logo atinge o equilíbrio de temperatura. Qual a razão entre a massa da esfera e a massa do anel?
Resolução:
Os diâmetros devem ser iguais. Assim, teremos:

‫ ܥ‬ൌ ʹ‫ܣ‬ሺܶ െ ܶ௜ ሻ
(1.2)
b) Utilizando a eq. (1.2, teremos:
‫ ܥ‬ൌ ʹ ή ʹͲ ή ሺ͵ͲͲ െ ʹͲͲሻ
‫ ܥ‬ൌ Ͷ݈݇ܿܽ ή ‫ି ܭ‬ଵ
(1.3)

Questão 2
Suponha que o calor específico de um corpo varie com a temperatura de acordo com a relação

‫ܦ‬஺௟ ൌ ‫ܦ‬஼௨

ܿ ൌ ‫ ܣ‬൅ ‫ ܶܤ‬ଶ ǡ

‫ܦ‬଴஺௟ ൅ ‫ܦ‬଴஺௟ ߙ஺௟ ൫ܶ௙ െ ͳͲͲ൯

ൌ ‫ܦ‬଴஼௨ ൅ ‫ܦ‬଴஼௨ ߙ஼௨ ൫ܶ௙ െ Ͳ൯

sendo A e B constantes e T a temperatura, medida em graus Celsius. Compare o calor específico médio do corpo no intervalo de ܶ ൌ Ͳ e ܶ ൌ ܶ଴ com o calor específico do mesmo corpo à
்
temperatura ଶబ.
Resolução:
ܿሺͲሻ ൌ ‫ܣ‬
(2.1)

‫ܶ ׵‬௙ ൌ ͷͲǡ͵ͺԨ
(3.1)

Com a troca de energia térmica (calor):

1 www.profafguimaraes.net ܳ஺௟ ൅ ܳ஼௨ ൌ Ͳ

݉஺௟ ή ܿ஺௟ ή οܶ஺௟ ൅ ݉஼௨ ή ܿ஼௨ ή οܶ஼௨ ൌ Ͳ

Questão 6

݉஺௟ ή Ͳǡʹͳͷ ή ሺെͶͻǡ͸ሻ ൅ ݉஼௨ ή ͲǡͲͻʹ͵ ή ͷͲǡ͵ͺ ൌ Ͳ
‫׵‬

Em uma região de inverno rigoroso, um tanque com água é deixado ao ar livre até que forme sobre a superfície da água uma camada de gelo com espessura