• Document: Resolução de Curso Básico de Física de H. Moysés Nussenzveig Capítulo 08 - Vol. 2
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HTTP://COMSIZO.BLOGSPOT.COM/ 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. ComSizo.blogspot.com 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.    464   /  Para o NaCl: Td=281K; mm=58,5g/mol   1 ` 1 ` a)     464   . `     464   . `   ∆  10 281   464 20" 10"  ! # $ 10.281 4 4 %   7,84.10( /  1000 .  . ∆  b) ) . 7,84.10( . 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. 2 Fazendo uma análise trigonométrica, temos: ,-./10°1   2  3. ,-./10°1  2  4. ∆5. ,-./10°1 3 2 ComSizo.blogspot.com Capítulo - 8 8 /8 # 1  Pelo princípio da conservação da energia: 67  6  892 : 4   4 : ;<  2 2  892  892  ;< # 4     2 4 ;< #  2 /10001. /9,811. /0,11. /601. >,-./10°1? %    30,59 /0,11 334880 #  2 4 – A constante solar, quantidade de energia solar que chega à Terra por unidade de tempo e área, acima da atmosfera e para um elemento de área perpendicular à direção dos raios solares, é de 1.36 kW/m². Para um elemento de área cuja normal faz um ângulo θ com a direção dos raios solares, o fluxo de energia varia com cosθ. a) Calcule a quantidade total de energia solar que chega à Terra por dia. Sugestão: Para um elemento de superfície dS, leve em conta a interpretação de dS cosθ como projeção sobre um plano (Capítulo 1, problema8). b) Sabe-se que ≈ 23% da energia solar incidente sobre a água vão produzir evaporação. O calor latente de vaporização da água à temperatura ambiente (quantidade de calor necessária para vaporizá-la por unidade de massa) é ≈ 590 cal/g. Sabendo que ≈ 71% da superfície da Terra são cobertos por oceanos, calcule a profundidade da camada de água dos oceanos que seria evaporada por dia pela energia solar que chega à Terra. a) C=1,36.103W/m2 Sincidente=S.cosθ )   )  . ∆5. @. ,F ∆5. @ABCADBED Em uma porção infinitesimal: G )  . ∆5. @. ,F  )  . ∆5.  ,F. @  )  . ∆5. @

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