Questões de Física - Calorimetria para Concurso
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Para determinar o equivalente mecânico do calor (J), um grupo de alunos usou um tubo isolante, com comprimento interno de 1,00 m, um termômetro e várias bolinhas de ferro, de tamanho desprezível e calor específico 0,10 cal/(g.°C). O tubo é dotado de uma tampa com furo por onde pode ser inserido o termômetro, que fica com seu bulbo inserido dentro do tubo. As bolinhas são depositadas no fundo do tubo (figura 1). É medida a temperatura inicial do sistema: θi = 20,00°C; adota-se o valor da aceleração da gravidade: g = 10 m/s2 . Fechado o tubo, o conjunto é virado de 180° (figura 2) por 50 vezes.
Ao final do procedimento, a temperatura das bolinhas é medida: θf = 21,25 °C.
O equivalente mecânico do calor, assim determinado,
vale, em J/cal,
Energia interna de um sistema (U) é a soma das energias cinética e potencial das partículas que constituem um gás. Esta energia é uma característica do estado termodinâmico e deve ser considerada como mais uma variável que pode ser expressa em termos de pressão, volume, temperatura e número de mols.
Equação da energia interna
Onde:
U: energia interna do gás
n: número de mol do gás
R: constante universal dos gases perfeitos
T: temperatura absoluta (kelvin)
A energia interna em kJ de 2 mols de um gás perfeito na temperatura de 27°C é, em kJ,
Dado:
R = 8,31 J/mol . K
O calor específico do material que constitui o corpo, em J kg-1 K-1 , corresponde a
A figura precedente representa dois blocos A e B com
massas iguais a 6 kg e 4 kg, respectivamente, inicialmente em
repouso e ligados por um fio ideal (sobre uma roldana igualmente
ideal). O coeficiente de atrito entre A e o plano horizontal vale 0,4
e a aceleração da gravidade vale 10 m/s2
.
Com base nas informações apresentadas e assumindo que toda a energia dissipada pela força de atrito foi usada para aquecer o corpo A, julgue o item a seguir.
Se o corpo A é feito de material que apresenta calor específico
igual a 378 J/kgºC (Cobre), então, após ele ter sido arrastado
por 1cm, sua temperatura terá aumentado em mais de
0,1 milésimos de Kelvins.
Um processo reversível para um sistema pode ser entendido como aquele que permite ser invertido totalmente, sem deixar vestígios em si ou no meio. Considere as afirmativas a seguir:
I - Quando existir expansão livre, o sistema será reversível.
II - A troca de calor com diferença finita de temperatura é um fator de irreversibilidade.
III - Sistemas onde ocorra histerese são irreversíveis.
São corretas as afirmativas:
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