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20 calor e a primeira lei da termodinmica halliday

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Unformatted text preview: ____________________________________________________________________ a Cap. 20 – Calor e a Primeira Lei da Termodinâmica Halliday, Resnick, Walker - Física 2 - 4 Ed. - LTC - 1996. 16 Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES 21. Um atleta precisa perder peso e decide fazê-lo praticando halterofilismo. (a) Quantas vezes um peso de 80,0 kg precisa ser levantado à distância de 1,00 m para queimar 1 lb de gordura, supondo que o processo necessite de 3.500 Cal? (b) Se o peso for levantado uma vez a cada 2,00 s, quanto tempo levará para queimar tal quantidade de gordura? (Pág. 198) Solução. (a) Cada vez que o atleta levanta o peso, são consumidos mgh unidades de energia, onde m é a massa do peso, g é a aceleração da gravidade e h é a altura levantada. Para queimar 1 lb de gordura (E = 3.500 cal = 1,4651 × 107 J), é preciso levantar o peso n vezes: E = n.mgh (1, 4651×107 J ) E = = 18.668, 45 n= mgh ( 80, 0 kg ) ( 9,81 m/s 2 ) (1, 00 m ) n ≈ 18.700 (b) O tempo total de exercício será: t = n.t0 = (18.668, 45 )( 2, 00 s ) = 37.336,90 s t ≈ 10, 4 h [Início seção] [Início documento] 23. Um cozinheiro, após acordar e perceber que seu fogão estava sem gás, decide ferver água para fazer café, sacudindo-a dentro de uma garrafa térmica. Suponha que ele use 500 cm3 de água a 59oF e que a água caia 1,0 pé em cada sacudida, com o cozinheiro dando 30 sacudidas por minuto. Desprezando-se quaisquer perdas de energia térmica pela garrafa, quanto tempo precisa ficar sacudindo a garrafa até que a água ferva? (Pág. 198) Solução. A energia necessária para ferver a água Qa vale: Qa = mcΔT = ρVcΔT ⎡ ⎤ Qa = (1, 0 g/cm3 ) ( 500 cm3 )(1, 00 cal/g o C ) ⎣(100o C ) − (15o C ) ⎦ = 42.500 cal = 177.905 J O aumento de temperatura devido a cada sacudida é devido à transferência de energia potencial gravitacional à massa de água. A cada sacudida uma energia potencial Qs igual a mgh é transferida para o líquido. Qs = mgh = ρVgh Qs = (1.000 kg/m 3 )( 5, 0 × 10−4 m3 ) ( 9,81 m/s 2 ) (...
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This document was uploaded on 02/03/2014.

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