Questões de Vestibular de Física - Física Térmica - Termologia

Por ter acabado o gás de cozinha, a dona de casa utilizou um aquecedor de 200W de potência para aquecer a água do café. Dispondo de 1 litro (1000 g) de água que se encontrava a 22°C, e supondo que apenas 80% dessa potência foi usada no aquecimento da água, qual a temperatura atingida pela água após um instante de 30 mim? (Adote 1cal = 4,0 J e calor especifico da água c = 1 cal/g°C)

Ao trabalhar com alguns utensílios quando preparava uma comida, a dona da casa questionou: “Estranho isso! Quando coloco minha mão direita nesta travessa de alumínio e a mão esquerda sobre estes panos secos, tenho sensações diferentes: a travessa está mais fria. Por que isso acontece, se tanto um como o outro estão sobre este balcão numa mesma temperatura?”

A explicação para a curiosidade desta dona de casa é:

Um cientista afirma ter construído uma máquina térmica que trabalha entre as temperaturas T₁ = 400 K e T₂ = 600 K e que produz trabalho a uma taxa de 200 W. A quantidade de calor fornecida pela fonte quente à máquina a cada ciclo é Q₂ = 100 J e sua freqüência de trabalho é 4 ciclos por segundo.

Levando em conta as informações dadas, pode-se concluir:

Em geral, a temperatura do ser humano é constante e igual a 37°C. A hipotermia é caracterizada pela redução da temperatura padrão de nosso corpo. A Medicina faz o uso controlado da hipotermia, em determinadas cirurgias cerebrais e cardíacas. Esse procedimento diminui o consumo de oxigênio do cérebro e do coração, bem como reduz a chance de danos ocasionados pela falta de circulação do sangue. Suponha que um paciente, de massa 60 kg, seja submetido a uma cirurgia de coração. A temperatura inicial de seu corpo é 37°C e pretende-se diminuí-la para 30°C. Considere o calor específico do corpo humano igual a 1,0 cal/g.°C e o calor latente de fusão do gelo igual a 80 cal/g. A massa mínima de gelo necessária para diminuir a temperatura do paciente até 30°C é:

Um engenheiro precisa estimar a potência de um aquecedor para uma piscina com 18 m³ de água, com densidade ρ _H2O = 1000 kg/m³ e calor específico c H₂O = 4,2 kJ/kg⋅K. Ele quer elevar a temperatura da água em 4ºC em relação à temperatura ambiente no tempo de 12 horas. Considerando que não ocorre perda de temperatura da água aquecida para o ambiente, a potência do aquecedor deve ser, aproximadamente: