Resoluções exercicios de termodinamica

Lista de Exercícios – Mudança de Estado

1. Em um calorímetro de capacidade térmica desprezível, há 200 g de gelo a -20°C. Introduz-se, no calorímetro, água a 20°C. O calor latente de solidificação da água é - 80 cal/g e os calores específicos do gelo e da água (líquida) valem, respectivamente, 0,50 cal/g.°C e 1,0 cal/g.°C.
Calcule o valor máximo da massa da água introduzida, a fim de que, ao ser atingido o equilíbrio térmico, haja apenas gelo no calorímetro.

m.c.(Tf - Ti) + m.c.(Tf - Ti) + m. L= 0
200. 0,5. [0 - (-20)] + m. 1. (0 - 20) + m.(-80) =0
100. (+20) + m. (-20) -80m = 0
2000 -20m -80m =0
2000 = 100 m m = 2000/100

m= 20g

2. Por causa de um defeito na bomba d'água de uma caminhonete, o motor atinge uma temperatura de 110°C.
Para esfriá-lo, o motorista joga lentamente sobre ele 5 litros de água a 20°C, que são transformados em vapor a 100°C.
Dados:
- calor latente de ebulição da água (a 100°C e 1 atm) = 540 cal/g;
- calor específico da água = 1,0 cal/g°C.
Calcule a energia que foi retirada do motor pela água.

m = 5x 1000 = 5 000g

Q1 = m c ΔT c = 1 cal/ g ºC
ΔT = 100ºC - 20ºC = 80ºC
Q1 = 5000 . 1 .80
Q1 = 400 000 cal

Q2 = m L mas L = 540 cal/g
Q2 = 5000 . 540
Q2 = 2 700 000 cal

Q = Q1 + Q2

Q = 3 100 000 cal

Q = 3100 kcal

TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO Em 1883, um vapor inglês de nome Tramandataí naufragou no rio Tietê encontrando-se, hoje, a 22 metros de profundidade em relação à superfície. O vapor gerado pela queima de lenha na caldeira fazia girar pesadas rodas laterais, feitas de ferro, que, ao empurrarem a água do rio, movimentavam o barco.

3. Considere que na caldeira do Tramandataí sejam aquecidos 5000 litros de água inicialmente a 20°C. Para que metade dessa água seja transformada em vapor d'água, são necessários, em 10ª joules,
Considere:
- c = 1 cal/g°C
- dágua = 1 kg/L
- LVaporização da água = 540 cal/g
- 1 cal = 4 J
- não haja perdas de calor

a) 5,4
b) 6,2
c) 7,0
d)