física - renato - dilatação dos líquidos até calometria

Física Prof. Renato Pedrosa

TERMOLOGIA

Dilatação dos Líquidos


Exemplo Um frasco de vidro contém, quando cheio, 50 cm3 de mercúrio, à temperatura de 50oC. Considerando o coeficiente de dilatação linear do vidro igual a 8,0.10-6 oC-1 e o de dilatação volumétrica do mercúrio igual a 1,8.10-4 oC-1, determine a quantidade de mercúrio que transbordará do recipiente, se a temperatura for elevada a 100oC.


DILATAÇÃO ANÔMALA DA ÁGUA

Arranjo das moléculas no estado líquido (menor volume).

Arranjo das moléculas no estado sólido (maior volume).


Intervalo de contração intervalo de expansão


04- UFGO) Num dia quente em Goiânia, 32oC, uma dona de casa coloca álcool em um recipiente de vidro graduado e lacra-o bem para evitar evaporação. De madrugada, com a temperatura acusando 12oC, ela nota surpresa que, apesar do vidro estar bem fechado, o volume de álcool reduziu. Sabe-se que o seu espanto não se justifica, pois trata-se do fenômeno da dilatação térmica. A diminuição do volume foi de: A) 1,1%B) 2,2%C) 3,3%D) 4,4%E) 6,6%

Considere o coeficiente de dilatação térmica volumétrica do álcool: álcool = 1,1.10-3 oC-1 >> vidro


05 (UDESC) Um recipiente para líquidos com capacidade para 120 litros, é completamente cheio a uma temperatura de 10°C. Esse recipiente é levado para um local onde a temperatura é de 30°C. Sendo o coeficiente de dilatação volumétrica do líquido igual a 1,2 x 10-3 (°C)-1, e considerando desprezível a variação de volume do recipiente, a quantidade de líquido derramado em litros é:A) 0,024B) 0,24C) 2,88D) 4,32E) 5,76


06- (FEI) Um recipiente, cujo volume é de 1 000cm3, a 0°C, contém 980cm3 de um líquido à mesma temperatura. O conjunto é aquecido e, a partir de uma certa temperatura, o líquido começa a transbordar. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação cúbica do recipiente vale 2,0 . 10-5 °C-1 e o do líquido vale 1,0 . 10-3 °C-1, pode-se afirmar que a temperatura no início do transbordamento do líquido é, aproximadamente:A) 6,0°CB) 12°CC) 21°CD) 78°CE) 200°C



Transmissão de CalorDefinição de Calor: Calor é energia térmica em trânsito motivada por uma diferença de

temperatura, sendo sempre transferida do meio mais quente para o meio mais frio.

Tipos de Transmissão:Tipos de Transmissão: é dada de três maneiras por condução, por convecção e por é dada de três maneiras por condução, por convecção e por irradiação.irradiação.


Condutores Térmicos

• São aqueles que possuem elevado coeficiente de condutibilidade térmica.• Ou seja, são materiais que conduzem calor com facilidade.• Ex.: Os metais são excelentes condutores.


Isolantes Térmicos

Ao contrário dos condutores, os isolantes conduzem muito pouco calor e possuem um coeficiente de condutibilidade baixo.

São exemplos de isolantes térmicos: água, gelo, ar, lã, isopor, vidro, borracha, madeira, serragem, etc.


1.Condução térmica

É a propagação de calor em que a energia térmica passa de partícula para partícula, sem transporte de matéria. Ocorre principalmente nos metais (condutores térmicos).


2. Convecção térmica

É a propagação de calor com transporte de matéria. Ocorre somente nos líquidos e gases.


3. Irradiação térmica

É a propagação de calor através de ondas eletromagnéticas, principalmente os raios infravermelhos (chamados de ondas de calor). Ocorre inclusive no vácuo.


GARRAFA TÉRMICA:

A garrafa térmica tem por finalidade evitar as propagações de calor. Ela é constituída por uma ampola de vidro com faces espelhadas (as faces espelhadas evitam a irradiação). A ampola tem parede dupla de vidro com vácuo entre elas (o vácuo evita a condução e a convecção). Externamente, uma camada de plástico protege a ampola.


15. (PUC-SP) Nas garrafas térmicas, usa-se uma parede dupla de vidro. As paredes são espelhadas e entre elas há vácuo. Assinale a alternativa correta.

A) o vácuo entre as paredes evita perdas de calor por radiação;B) as paredes são espelhadas para evitar perdas de calor por condução;C) as paredes são espelhadas para evitar perdas por irradiação;D) o vácuo entre as paredes acelera o processo de convecção.E) as paredes são espelhadas para evitar perdas de calor por convecção.


16. (UFU-MG) Analise as afirmativas a seguir e responda de acordo com o código:

I) Nas regiões litorâneas, durante o dia, o mar se aquece menos que a terra, pois a água possui calor específico menor que o da terra.II) Um ambiente deve ser resfriado pela parte superior, pois o fluido frio é mais denso e tende a descer.III) O vidro transparente à luz e opaco às radiações infravermelhas é utilizado na construção de estufas para plantas.IV) As paredes internas das garrafas térmicas são revestidas com material refletor, para que elas impeçam a condução do calor.

A) Somente II e IV são corretas.B) Somente I e II são corretas.C) Somente II e III são corretas.D) Somente III e IV são corretas.


17. (UEL-PR) Numa tarde quente de verão, um estudante resolveu fazer a seguinte experiência: como ele não tinha condicionador de ar, manteve as portas e as janelas abertas em seu ambiente de estudo e colocou sua geladeira, com a porta aberta, funcionando no meio da sala. O que se pode concluir sobre esta experiência do estudante ? Assinale a alternativa correta.A) A experiência não dará certo, e o estudante aquecerá ainda mais a sala.B) O estudante alcançará seu objetivo, e a sala ficará fria.C) A experiência pode dar certo, desde que o estudante utilize, por exemplo, um ventilador para espalhar rapidamente o ar gelado produzido pela geladeira.D) A experiência não dará certo porque a geladeira, diferente do ar condicionado, está na parte inferior da sala.E) A experiência vai dar certo, deste que o estudante feche as portas e as janelas de sua sala de estudos.


18. (MACK-SP) Assinale a alternativa correta

A) A condução e a convecção térmica só ocorrem no vácuo.B) A irradiação é um processo de transmissão do calor que só se verifica em meios materiais.C) A condução térmica só ocorre no vácuo; no entanto, a convecção térmica se verifica inclusive em meios materiais no estado sólido.D) No vácuo a única forma de transmissão do calor é por condução.E) A convecção térmica só ocorre nos fluidos, ou seja, não se verifica no vácuo e tampouco em materiais no estado sólido.


CALORIMETRIA

•calor sensível •calor latente


CAPACIDADE TÉRMICA DE UM CORPO

Ct = Q

t

Q = calor recebido pelo corpo.t = variação de temperatura.Ct = capacidade térmica do corpo.

Unidade: cal/ºC ou cal/K (mais usadas)


CALOR ESPECÍFICO DE UMA SUBSTÂNCIA

Ct = m

cObs.: O calor específico de uma substância varia de acordo com o material e seu estado

físico.

Unidade: cal/gºC

Equação fundamental da calorimetria

A B

AB


EXEMPLO: Uma barra de ferro com 500g de massa deve ser aquecida de 200 até 2200.

Sendo 0,11 cal/(g.0C) o calor específico do ferro, calcule:

a) a quantidade de calor que a barra deve receber;b) a sua capacidade térmica


EXEMPLO: Quantas calorias perderá um quilograma de água, quando sua temperatura varia de 80 0C para 10 oC?


EXEMPLO: De que altura deveria cair uma determinada massa de água para que sua energia final, convertida em calor, aumentasse de 1 0C a temperatura dessa massa? Admita não haver perdas.São dados: 1 cal = 4,18J; g=9,8 m/s2, cágua= 1 cal/(g. 0C)


1. Uma manivela é usada para agitar a água (massa de 100g e calor específico = 1 cal/goC) contida em um recipiente termicamente isolado e de capacidade térmica desprezível. Para cada volta da manivela é realizado um trabalho de 0,1 J ( 1 cal = 4,2 J) sobre a água. Determine o número necessário de voltas para que a temperatura da água aumente de 1 oC.

A) 5 370 voltas.B) 3 000 voltas.C) 4 800 voltas.D) 4 200 voltas.E) 3 750 voltas.


SISTEMA ADIABÁTICO (Sistema físico termicamente isolado)


Princípio das trocas

OBS : O calorímetro ideal é aquele que além de impedir as trocas de calor com o exterior , também não troca calor com os corpos nele contidos.


2. (MACK – SP) Coloca-se no interior de uma panela de ferro, de massa 2kg e aquecida à temperatura de 30°C, 1 litro de água a 90°C. Admitindo-se que somente haja troca de calor entre a panela e a água, pode-se afirmar que o equilíbrio térmico ocorre à temperatura de: Dados:calor específico do ferro = 0,1cal/(g . °C)calor específico da água = 1cal/(g . °C)densidade da água = 1g/cm3

A) 60°C B) 65°CC) 70°CD) 75°CE) 80°C


3. (ITA) O ar dentro de um automóvel fechado tem massa de 3,0 kg e calor específico de 720 J/kgoC. Considere que o motorista perde calor a uma taxa constante de 120 J/s e que o aquecimento do ar confinado se deva exclusivamente ao calor emanado pelo motorista. Quanto tempo levará para a temperatura variar de 5 oC a 35 oC ? A) 540 sB) 480 sC) 420 sD) 360 sE) 300 s


4. (UFF-RJ) Para resfriar um motor em funcionamento, é necessário acionar seu sistema de refrigeração, podendo-se usar as substâncias ar ou água. A massa de ar m1 e a massa de água m2 sofrem a mesma variação de temperatura e proporcionam a mesma refrigeração ao motor. Neste caso, a razão é:

Dados:Calor específico da água = 1,0 cal/goCCalor específico do ar = 0,25 cal/goC

A)4,0B) 2,0 C) 1,0D) 0, 67E) 0,25


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