20-temp_teor_cinetica_mec_estat_prim_lei_termodin

Q1 q2 0 m1c1t1 m2 c2 t2 0 m1 4c2 teq t1 m2 c2

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Unformatted text preview: Q 'f + mg ca (Teq − 0o C ) = 0 (m a ' + mg ) caTeq = ma caTa − Qg − Q 'f Teq = ' ma caTa − Qg − Q 'f (m a + mg ) ca ( 200 g ) (1, 00 cal/g.o C )( 25o C ) − ( 397,5 cal ) − ( 3.975 cal ) Teq = ⎡( 200 g ) + ( 50 g ) ⎤ (1, 00 cal/g.o C ) ⎣ ⎦ Teq = 2,51o C [Início seção] [Início documento] 31. Um anel de cobre de 20,0 g tem um diâmetro de exatamente 1 polegada à temperatura de 0,000oC. Uma esfera de alumínio tem um diâmetro de exatamente 1,00200 pol à temperatura de 100,0oC. A esfera é colocada em cima do anel (Fig. 20-16) e permite-se que os dois encontrem seu equilíbrio térmico, sem ser perdido calor para o ambiente. A esfera passa exatamente pelo anel na temperatura de equilíbrio. Qual a massa da esfera? (Pág. 199) Solução. Vamos analisar a expansão térmica da esfera de alumínio (Al) e do anel de cobre (Cu). Após a expansão, o diâmetro d da esfera de alumínio será: d = d Al (1 + α Al ΔTAl ) ________________________________________________________________________________________________________ a Cap. 20 – Calor e a Primeira Lei da Termodinâmica Halliday, Resnick, Walker - Física 2 - 4 Ed. - LTC - 1996. 21 Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES O diâmetro d do anel de cobre será: d = d Cu (1 + α Cu ΔTCu ) Nas expressões acima, dAl e dCu são os dimetros iniciais da esfera e do anel, respectivamente, e α é o coeficiente de expansão linear. Como na temperatura final os diâmetros da esfera e do anel serão iguais, temos: d Al ⎡1 + α Al (T − TAl ) ⎤ = d Cu ⎡1 + α Cu (T − TCu ) ⎤ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ Resolvendo para T: d − d Cu − d Alα AlTAl + d Cuα CuTCu T = Al d Alα Al − d Cuα Cu (1, 00200 pol ) − (1, 00000 pol ) − (1, 00200 pol ) ( 2,3 ×10−5o C−1 ) (100, 0o C ) + T= (1, 00200 pol ) ( 2,3 ×10−5o C−1 ) − (1, 00000 pol ) (1, 7 ×10−5o C−1 ) + (1, 00000 pol ) (1, 7 × 10−5o C−1 )( 0, 000o C ) o = 50,3804 C A massa da esfera de alumínio é c...
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