Roteiro de recuperação – 2º ano – Teixeira Tópicos 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Escalas Celsius , Fahrenheit e Kelvin Conversão entre as escalas Dilatação térmica dos sólidos Calor Propagação de calor Capacidade térmica
Resumo dos assuntos a serem revisados. - Temperatura é uma grandeza física que mede o grau de aquecimento de um corpo. - Termômetro é o instrumento que utiliza a propriedade termométrica para medir a temperatura. - Lei zero da termodinâmica (equilíbrio térmico)
- A escala Celsius utiliza de dois pontos fixos: 0°C e 100°C respectivamente para a fusão do gelo e evaporação da água a 1 atm. - A escala Celsius utiliza de dois pontos fixos: 32°F e 212°F respectivamente para a fusão do gelo e evaporação da água a 1 atm - A escala absoluta ou Kelvin utiliza dois pontos fixos: 273K e 373K respectivamente para a fusão e evaporação da água a 1 atm. Na escala Kelvin não há valores negativos de temperatura, por isso é dita absoluta. A variação de temperatura na escala Celsius é de valor igual na escala Kelvin Relação entre as escalas termométricas. (equação termométrica) Entre Celsius e Fahrenheit
- Dilatação térmica
Ente Celsius e Kelvin
- dilatação linear
- dilatação superficial
- dilatação volumétrica 𝛼 𝛽 𝛾 = = 1 2 3 - Calor é a energia térmica em trânsito - O fluxo de calor por condução em um corpo homogêneo é diretamente proporcional à área da superfície e à diferença de temperatura entre elas e inversamente proporcional à espessura do corpo
- Convecção térmica - é um processo de propagação de calor que ocorre a partir da movimentação de uma massa fluida, gasosa ou líquida, de uma região para outra, devido à diferença de densidade. - Irradiação – É um processo de propagação de calor. Essa transferência de calor ocorre através de ondas eletromagnéticas, preferencialmente de radiação infravermelha. - A capacidade térmica pode ser entendida como a capacidade do corpo em receber ou perder calor, para a mesma variação de temperatura, e pode ser escrita como:
Exercícios de fixação 01. Encontre a temperatura na escala Fahrenheit que corresponde a 25 °C.
02. Uma pessoa com temperatura de 100 °F já é considerada com febre. Calcule o valor dessa temperatura em graus Celsius. 03. A escala de temperatura de Newton tinha como pontos fixos 0 °N para o derretimento do gelo e 33 °N para a ebulição da água. Qual a temperatura em graus Celsius correspondente a 50 °N? 04. A temperatura medida em um termômetro de bulbo varia com a altura h da coluna de mercúrio, conforme o diagrama. Encontre a função termométrica no intervalo de 2,0 cm a 6,0 cm.
05. Certo corpo encontra-se à temperatura de 0 °C e é aquecido a 30 °C. Determine a variação de temperatura do corpo nas escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin. 06. Uma barra de ferro possui, a 0,00 °C, um comprimento igual a 100,00 cm. Sabendo que o coeficiente de dilatação linear do ferro é 1,20 · 10–6 °C–1, determine a variação de comprimento sofrida pela barra quando ela for aquecida até 100,00 oC 07. Uma placa apresenta, inicialmente, uma área de 1,0 m2 a 0 oC. Ao ser aquecida a 50 o C, sua área aumenta 1,0 cm2. Determine o coeficiente de dilatação superficial do material que constitui a placa. 08. Uma placa de cobre possui um orifício central de raio 2,00 cm, quando apresenta temperatura de 25,00 oC. Sendo o coeficiente de dilatação linear do cobre α = 1,70 · 10–5 oC–1 e π = 3,14, determine: a. a área do orifício a 25,00 oC; b. o aumento da área do orifício quando a temperatura da placa varia de 25,00 oC para 400,00 oC; c. a área do orifício a 400,00 oC; d. a variação percentual da área do furo. 09. Uma estatueta de ouro foi aquecida de 25 oC a 75 oC, observando-se um aumento de 2,1 cm3 em seu volume. Sendo 14 · 10–6 oC–1 o coeficiente de dilatação linear do ouro, qual é o volume inicial dessa estatueta? 10. A figura representa uma placa de prata, que separa duas regiões do espaço em que a diferença de temperatura é de 40 °C.
Sabendo que a constante de condutividade térmica da prata vale 406 J/(s · m · K) e que sua espessura é de 8,0 cm, possuindo área de 20 cm2, determine: a. o fluxo de calor através da placa; b. a quantidade de calor que atravessa a placa em 30 s. 11. Uma pessoa deseja trocar a lâmpada queimada de uma cozinha, em que um fogão está sendo utilizado. Ao se aproximar do teto, percebe que a temperatura está muito mais alta que no piso. Explique essa situação. 12. Uma pessoa aproxima sua mão de uma lâmpada incandescente que está funcionando há algum tempo e sente que sua pele começa a aquecer. Explique o fato. 13. Dois corpos, A e B, são constituídos de alumínio e encontram-se inicialmente à temperatura de 5 °C. Ambos recebem a mesma quantidade de calor sensível, e suas temperaturas passam a ser θA = 10 °C e θB = 15 °C. Calcule a relação entre as capacidades térmicas dos dois corpos, CA/CB. 14. O gráfico a seguir ilustra como varia o calor recebido por uma substância em função do aumento da temperatura. Determine para este corpo sua capacidade térmica.