Fundamentos da Termodinmica

Lista de Exerccios

1) Quando Fahrenheit definiu a escala termomtrica que hoje leva o seu nome, o primeiro ponto fixo

definido por ele, o 0F, corresponde temperatura obtida ao se misturar uma poro de cloreto de

amnia com trs pores de neve, presso de 1,0 atm. Qual esta temperatura na escala Celsius

nas mesmas condies de Presso?

R: -17,7C

2) Uma escala termomtrica arbitrria X atribui o valor 20X para a temperatura de fuso do gelo e

80X para a temperatura de ebulio da gua, sob presso atmosfrica. Quando a temperatura de

um ambiente sofre uma variao de 25X sob mesma presso,qual a variao de temperatura

correspondente na escala Celsius?

R: 41,67C

3) Um turista brasileiro, ao desembarcar no aeroporto de Chicago, observou que o valor da

temperatura l indicado, em F, era um quinto do valor correspondente em C.Qual foi o valor

observado?

R: -4F

4) Voc convidado a projetar uma ponte metlica, cujo comprimento ser de 2,0 km. Considerando

os efeitos de contrao de expanso trmica para temperatura no intervalo de -40C e 40C e o

coeficiente de dilatao linear do metal, que 12 x 10-6

C-1

, qual a mxima variao esperada

no comprimento da ponte?

R: 1,92 m

5) Na construo civil para evitar rachaduras nas armaes longas de concreto, como por exemplo,

nas pontes, usa-se a construo em blocos separados por pequenas distncias preenchidas com

material de grande dilatao trmica em relao ao concreto, como o piche betuminoso. Uma

barra de concreto, de coeficiente linear 1,210-5

/C e comprimento 100 metros a 30C sofrer uma

dilatao linear a 40C em quantos cm?

R: 1,2 cm

6) Um furo circular em uma placa de alumnio tem 2,725 cm de dimetro a 0C. Qual o dimetro

do furo quando a temperatura da placa aumentada para 100C? ( = 23 x 10-6

C-1

)

R: 2,731 cm

7) Uma chapa metlica quadrada possui um furo circular de raio r0 em seu centro. Deseja-se encaixar

uma chapa metlica circular de raio r = r0+x no orifcio da chapa quadrada, que do mesmo

material metlico. Sabe-se que um cubo com volume inicial V0 deste material metlico sofreu uma

variao volumtrica V=V0/10 aps o aquecimento de um grau Celsius (1C). Qual a variao

de temperatura (T) necessria para que a chapa circular caiba exatamente no orifcio da chapa

quadrada? Considere o material puro, homogneo, istropo e que somente a chapa circular sofre

variao de temperatura.

R:

115

2

0

2

0

xr

rT

8) Uma placa metlica quadrada dobrada de modo a formar um cilindro (sem fundo e sem tampa).

O volume no interior desse cilindro 18 litros. Ao ter sua temperatura aumentada de 40C, a placa

dilata de forma que sua rea aumenta de 72 mm2. Considerando-se = 3, qual o coeficiente de

dilatao linear do material do qual a placa constituda vale, em C1

?

R: 2,5x10-6

9) Uma arruela de metal, de 2,0 cm de dimetro externo e 1,0 cm de dimetro interno, aquecida de

modo que seu dimetro externo aumente de x. Nesse caso, qual ser o aumento do dimetro

interno?

R: x/2

10) O grfico a seguir representa a variao, em mm, do comprimento de uma barra metlica, de

tamanho inicial igual a 1000m, aquecida em um forno industrial. Qual o valor do coeficiente de

dilatao trmica linear do material de que feita a barra, em unidades de 10-6

C-1

?

R:3 x 10

-8C

-1

11) Um lquido tem massa especfica de 0,795 g/cm3a 15 C, e de 0,752 g/cm3 temperatura de 45 C.

Determine o coeficiente de dilatao volumtrica do lquido.

R:1,9 x 10-3

C-1

12) O dono de um posto de combustvel consulta uma tabela de coeficientes de dilatao volumtrica,

obtendo para o coeficiente de dilatao volumtrica do lcool etlico o valor de 10-3

C-1

. Ele

compra 14 000 litros do combustvel a um custo de R$ 1,599 por litro em um dia em que a

temperatura de 20C. Ao revend-loa um custo de R$ 2,879 por litro num dia mais quente, em

que esta temperatura seja de 30C, qual o lucro previsto pelo dono do posto?

R: R$ 18 323,00 de lucro previsto