Moyses V2c08

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Resolução de “Curso
Básico de Física” de H.
Moysés Nussenzveig
Capítulo 08 - Vol. 2
Engenharia Física 09 – Universidade Federal de São Carlos
10/31/2009

*Conseguimos algumas resoluções pela internet, outras foram feitas por nós.

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Capítulo - 8

1 - Verifique se a estimativa de Joule para a variação de temperatura da água entre o sopé e o topo das cataratas de Niágara era correta, calculando a máxima diferença de temperatura possível devida à queda da água. A altura de queda é de 50 m.
Associando a variação de energia potencial gravitacional à variação da quantidade de calor, tem-se:
m.g.∆h = m.c.∆T ⇒ g.∆h / 1000 (passando a massa para gramas) = c.∆T.(4,186)
(transformando calorias em joules)
∆T = (9,8 . 50 )/ (1 . 4,186)
∆T = 0,117 ≈ 0,12 °C
2 – A capacidade térmica molar (a volume constante ) de um sólido a baixas temperaturas, T << TD, onde TD é a temperatura de Debye , é dada por: CV ≈ 464
(T/Td)³ cal/mol.K. Para o NaCl,
TD ≈ 281K.
a) Calcule a capacidade térmica molar média CV do NaCl entre Ti = 10K e Tf =
20K.
b) Calcule a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 kg de
NaCl de 10 K para 20 K.
ܶ ଷ
‫ ܥ‬ൌ 464 ൬ ൰ ݈ܿܽ/݉‫݈݋‬
ܶௗ
Para o NaCl: Td=281K; mm=58,5g/mol
a)

்೚

b)

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1
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ܶ` ଷ ҧ ҧ
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න 464 ൬ ൰ . ݀ܶ` ֜ ‫ ܥ‬ൌ
න 464 ൬
൰ . ݀ܶ` ֜ ‫ܥ‬ҧ
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10
281

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464
20ସ 10ସ
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4
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10.281ଷ
‫ܥ ׵‬ҧ ൌ 7,84.10ିଶ ݈ܿܽ/݉‫݈݋‬

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1000
. ‫ܥ‬ҧ . ∆ܶ ֜
. 7,84.10ିଶ . 10 ‫ ܳ ׵‬ൌ 13,40 ݈ܿܽ
݉݉
58,5

3 - Um bloco de gelo de 1 tonelada, destacado de uma geleira, desliza por um a encosta de 10° de inclinação com velocidade constante de 0,1 m/s. O calor latente de fusão do gelo (quantidade de calor necessária para liquefação por unidade de massa) é de 80 cal/g. Calcule a quantidade de gelo que se derrete por minuto em conseqüência do atrito.

Fazendo uma análise trigonométrica, temos:
݄
‫݊݁ݏ‬ሺ10°ሻ ൌ ֜ ݄ ൌ ‫ݔ‬. ‫݊݁ݏ‬ሺ10°ሻ ֜ ݄ ൌ ‫ݒ‬. ∆‫ݐ‬. ‫݊݁ݏ‬ሺ10°ሻ
‫ݔ‬
2

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Capítulo - 8

Pelo