Aula 13 - Calorimetria e Termodinâmica

Em nossa aula 13 terminaremos a parte de Calorimetria e falaremos sobre Termodinâmica. É importante a solução dos problemas do livro digital, além de estar atento a alguns conceitos:

Lei Zero da Termodinâmica

1ª Lei da Termodinâmica

Máquina Térmica

Máquina Refrigeradora

História

Introdução à Termodinâmica

Universo Mecânico

Aula de Calorimetria

Aula de Termodinâmica

Aula 12 - Exercícios de Sala

1> (a) Em 1964, a temperatura no vilarejo siberiano de Oymyakon atingiu - 71ºC. Que temperatura é esta na escala Fahrenheit? (b) A temperatura mais alta oficialmente registrada na parte continental dos EUA foi de 134ºF no Vale da Morte, Califórnia. Qual é esta temperatura na escala Celsius?

2> Qual a temperatura que possui valor numérico igual nas escalas Celsius e Fahrenheit?

3> Um cubo de aresta 20 cm e coeficiente de dilatação linear igual a 2 x 10ˆ-5 ºCˆ-1 possui temperatura igual a 30ºC. Sua temperatura é elevada para 130ºC, neste caso determine:

(a) a dilatação da aresta;

(b) a dilatação de uma das superfícies do cubo;

(c) a dilatação do cubo.

4> Calcule a quantidade mínima necessária para derreter completamente 130 g de gelo inicialmente a - 25ºC. Dado calor latente de fusão do gelo em água 80 cal/g e calor específico do gelo é igual 0,5 cal/gºC.

5> Um cozinheiro, ao perceber que o seu fogão não está funcionando  decide ferver a água para o café sacudindo-a em uma garrafa térmica. Suponha que ele use água da torneira a 15ºC, que a água se desloque 30 cm a cada sacudida e que o cozinheiro dê 30 sacudidas por minuto. Desprezando qualquer perda de energia térmica pela garrafa térmica, durante quanto tempo ele deve sacudir a garrafa até que a água atinja 100ºC?

6> Que massa de vapor d'água a 100ºC deve ser misturada com 150 g de gelo no seu ponto de fusão, em um recipiente isolado termicamente, para produzir água líquida a 50ºC?

Aula 12 - Termologia, Termometria, Dilatação Térmica e Calor

Em nossa aula 12, iniciaremos o tema: Termologia. O primeiro ponto importante é a diferença entre Calor e Temperatura.

Logo após iniciaremos o estudo sobre o termômetro.

Iniciaremos o estudo de escalas termométricas:

Como converter:

Falaremos sobre dilatação dos sólidos:

Falaremos sobre calor, capacidade térmica, calor específico, calor sensível e calor latente. Mostraremos que Calor Sensível é responsável pela mudança de temperatura e Calor Latente pela mudança de estado físico.

Discutiremos as mudanças de estado físico:

Condensado de Bose Einstein

Artigo:

http://agencia.fapesp.br/pesquisadores-obtem-condensado-de-bose-einstein-com-o-composto-cloreto-de-niquel/24757/

http://revistapesquisa.fapesp.br/2009/08/01/um-estado-turbulento/

http://revistapesquisa.fapesp.br/2004/07/01/quinto-estado-da-materia/

Plasma

Temperatura e Lei dos Gases - Universo Mecânico

Revolução Industrial:

Joule e Kelvin

Guindaste Hidráulico

https://www.youtube.com/watch?v=sft0OzAC8gw

Regras

Materiais Para Construção

Utilização de Madeira, Canos, Plásticos, dobradiças, materiais leves.

Seringas: quantidade sem limites, usar seringas de até 20 ml.

Objetivo: Posicionar o Guindaste em sua posição inicial. Buscar um objeto a 90º da posição inicial, levantar o objeto e trazer em direção a linha inicial. Levar o objeto a 90º ao contrário do movimento inicial. Abaixar o objeto e liberá-lo do guindaste.

Quem vence?

A equipe que tiver o maior fator.

O fator será calculado pela divisão da massa levantada e o tempo para completar o movimento.

Grupos:

Até 4 Pessoas.

Tamanho Máximo:

Altura não poderá ultrapassar 50 cm.

A Base não poderá ultrapassar as dimensões: 50 cm x 50 cm.

A competição:

Cada Guindaste terá 2 oportunidades para obter seu fator. Ficará valendo o fator maior.

Os quatro melhores serão classificados para a fase final, onde o grupo deverá levantar a massa que suportar, fazendo o mesmo movimento, mas abaixando o peso em pontos a serem definidos pelo professor. Novamente os grupos terão duas chances. No caso de nenhum grupo efetuar a proposta pedida na segunda fase, valerão os resultados da primeira fase.

Problemas: Qualquer item não esclarecido pela regra terá como fator de decisão o prof. Maurício Ruv Lemes.

OBS: Se o guindaste apresentar vazamento estará desclassificado.

RELATÓRIO

O Relatório deve ter os seguintes itens:

1>  Projeto

2> Procedimento de Construção (Descrição do Projeto)

3> Problemas e Soluções

4> Física do Projeto

5> Conclusão

6> Referências

Aula 11 - Laboratório - Princípio de Arquimedes

Para o nosso laboratório da aula 11 imprimir o Roteiro abaixo:

Roteiro

Aula 10 - Exercícios de Sala

1> Um pistão com pequena área de seção transversal a é usado em uma prensa hidráulica para exercer uma pequena força f sobre o líquido confinado. Uma tubulação de ligação conduz a um pistão maior com área de seção transversal A. (a) Qual a intensidade F da força que o pistão maior resistirá sem se mover? (b) Se o pistão menor possuir um diâmetro de 3,80 cm e o pistão maior um diâmetro de 53,0 cm, que intensidade da força sobre o pistão menor equilibrará uma força de 20,0 kN sobre o pistão maior?

2> Na prensa hidráulica do exercício 3, qual a distância que o pistão maior deve se mover para suspender o pistão menor de uma distância de 0,85 m?

3> Uma âncora de ferro com massa específica igual a 7870 kg/mˆ3 parece 200 N mais leve na água do que no ar. (a) Qual o volume desta âncora? (b) Quanto ela pesa no ar?

4> Um bloco de madeira flutua em água doce com dois terços do seu volume submerso. Em óleo, o bloco flutua com 0,90 do seu volume submerso. Encontre a massa específica (a) da madeira e (b) do óleo. 

5> Uma mangueira de jardim com um diâmetro interno de 1,9 cm está ligada a um irrigador de gramado (parado) que consiste simplesmente em uma carcaça com 24 furos, cada um com 0,13 cm de diâmetro. Se a água na mangueira possuir uma velocidade de 0,91 m/s, a que velocidade ela sairá dos furos do irrigador?

6> A água está escoando com uma velocidade de 5,0 m/s através de uma tubulação com uma área de seção transversal de 4,0 cmˆ2. A água desce gradativamente 10 m enquanto a tubulação aumenta de área para 8 cmˆ2. (a) Qual a velocidade no nível mais baixo? (b) Se a pressão no nível mais elevado for de 1,5 x 10ˆ5 Pa, qual será a pressão no nível mais baixo?

Aula 10 - Mecânica dos Fluidos - Parte 2

 Em nossa Aula 10, começaremos fazendo falando do Princípio de Pascal, falaremos do Princípio de Arquimedes e logo depois discutiremos sobre escoamento de fluidos, falaremos também sobre a equação da continuidade:

Equação de Bernoulli

Exemplos de Bernoulli

História da Física

Aula do dia