Question

1) (3,0) Uma barra de latão cuja massa é 2000g e calor específico c = 0,094 cal/gºC está em um

ambiente refrigerado a 0ºC. Quando a barra, que possui comprimento de 40 cm à temperatura

de 20ºC, é retirada do refrigerador e mergulhada em um tanque que contém 3 litros de água a

90ºC, ocorrerá a troca de calor entre a água e a barra fazendo com que a barra se dilate.

Desprezando as perdas de calor para o ambiente e sabendo que o coeficiente de dilatação

linear do latão é α = 2,0 x 10-5 1/ºC, calcule o comprimento final da barra de latão. (Expresse

todos os resultados com quatro casas decimais)

2) (3,0) Uma placa quadrada de alumínio de 700g tem um corte circular no centro de raio 30cm

a 30oC. Se esta placa for levada ao fogo e receber 5000 calorias ela irá se dilatar e

consequentemente o raio do corte circular aumentarão. Sabendo que para o alumínio o calor

específico é 0,217 cal/goC e o coeficiente de dilatação linear é 24x10-6 1/ºC, calcule o raio

final do corte.​

Answer 1

1) O comprimento final da barra de latão é de 40,0073 cm.

Tomando nota dos dados, teremos que:

• Barra de latão

m=1000g;

c=0,094 cal/gºC;

Lo=40cm;

To= 25ºC;

α=2x10^-5 ºC^-1.    

• H2O

1L=1000g;

To= 85ºC;

c= 1 cal/gºC.  

ΔL=?

Sendo assim,

ΔL=Lo.α.ΔT

Q1+Q2=0

mcΔT + mcΔT=0

1500.0,094.(85-20) + 1000.1.(T-85)=0

9165 + 1000T - 85000=0

1000T= 85000-9165

T=75835/1000

T= 75,83ºC

T= T-To

T= 85-75,83

T= 9,16ºC

ΔL=Lo.α.ΔT

ΔL=40.2x10^-5.9,16

ΔL= 0,0073 cm

L=L+Lo

L=40+0,0073  

L= [40,0073cm]

2) O raio  final do corte será de 2,044 cm.​

Δa=ao.b.Δt                

β= 2. coeficiente latente linear = 2.11.10^-6=22.10^-6

Δa=2.22.10^-6.(1010-10)

Δa=44.10^-6.1000

Δa=4,4.10^-2 cm²

Af=Ao+ΔA

Af=2+4,4.10^-2

AF=2+0,044

AF=2,044 cm