Física o que é Física?



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Exercícios:
1. Transformar em graus Celsius:
a) 14º F

b) 104ºF
2. Transformar em graus Fahrenheit:

a) 25º.C

b) 50º.C


A escala Kelvin associa à temperatura de fusão do gelo 273K e a de ebulição da água 373K, `a pressão normal.
Como transformar graus Celsius em Kelvin?
Estabelecendo que a temperatura em graus Celsius (tc) valor o valor da temperatura em Kelvin (T) menos 273.



Exercícios:
1.Transforme em Kelvin:
a) 27º C

b) 68ºF
2.Três estudantes tinham informações sobre a temperatura de uma certa região do espaço, extremamente frio. Cada um deles fez uma suposição : estudante A= -327 º C; B = -15K e C = -253º C. Duas dessas temperaturas estão erradas. Quais são?Por quê?



A TRANSMISSÃO DE CALOR
A transmissão de calor ocorre principalmente por 3 processos:

  • Condução

  • Convecção

  • Irradiação

A condução ocorre quando a energia é transmitida de molécula para molécula de um corpo. Alguns materiais são bons condutores de calor, por exemplo, os metais.


Alguns materiais são isolantes térmicos: lã, madeira, isopor, porcelana e outros.
Pense:_Como_uma_garrafa_térmica_evita_as_perdas_de_calor_por_condução,_convecção_e_radiação_Questões'>Pense:_Por_que_os_cabos_das_panelas_em_geral_não_são_de_alumínio_Questões'>Pense:
Por que os cabos das panelas em geral não são de alumínio?
Questões:
1.Um estudante afirma que seu agasalho é de boa qualidade porque evita que o frio passe através dele. Esta afirmação é correta? Justifique.
2.As antigas panelas de pedra, ainda hoje servem para manter o alimento já preparado quente por mais tempo. A pedra é bom condutor de calor?
A convecção de calor ocorre pelo deslocamento dos fluídos (gases e líquidos). Quando um líquido ou gás se aquece a sua densidade tende a diminuir tornando-o “mais leve” e proporcionando um movimento de ascensão. É o que acontece nas geladeiras, quando o ar quente gerados às voltas do alimento ali colocado se desloca para o congelador. Ou nas chaminés onde vemos as fumaças deslocando-se para o alto.
Questões:
1.Se o congelador fosse colocado na parte inferior de uma geladeira haveria a formação de correntes de convecção? Explique.
2.Os grandes tanques, usados para armazenar gasolina (ou outros combustíveis) são pintados de tinta prateada. Por quê?

A radiação ou irradiação ocorre quando uma fonte térmica emite ondas eletromagnéticas em todas as direções produzindo um aquecimento. Por exemplo, o Sol, nossa fonte de energia. Podemos pensar também em uma fogueira, uma lareira acesa, um forno quente.


Este processo é o único dos três que não necessita de um meio material para ocorrer transmissão do calor.
Pense:
Como uma garrafa térmica evita as perdas de calor por condução, convecção e radiação?
Questões:


  1. Uma estufa armazena em seu interior parte da energia térmica incidente por radiação que fica retida porque a condução e a convecção são evitadas. Explique porque sentimos este mesmo efeito quando entramos em um carro que ficou estacionado ao sol.




  1. Se você fosse resfriar um barril de chope utilizando gelo deveria colocar o gelo na parte superior ou inferior do barril?




  1. Como se deve vestir um bombeiro ao estar em contato com altas temperaturas?




  1. Como se utilizar apropriadamente papel alumínio para assar uma batata na grelha, colocamos a parte refletora para o lado externo ou interno da batata?




  1. Explique como se dá forma a brisa marítima, ou seja, por que o vento sopra da areia para o mar à noite e do mar para a areia durante o dia.

QUANTIDADE DE CALOR
Quando um corpo recebe calor podem ocorrer mudanças diferentes em suas propriedades físicos, a temperatura pode aumentar ou pode haver mudança de estado físico.

Quando a temperatura varia dizemos que o calor recebido é calor sensível e quando ocorre mudança de estado o calor é chamado calor latente.


Cálculo da quantidade de calor sensível (Q):
Cada substância ao receber uma determinada quantidade de calor sofre uma variação de temperatura que depende da suas próprias características, no caso da água definimos que:
A cada 1 caloria recebida por um grama de água sua temperatura varia de 1ºC , sob pressão normal.
Assim, a quantidade de calor necessária para aquecer 2000 g de água (2 litros) de 10ºC será:
Q = 2000.1.10

Q = 20000 calorias.


Observe que multiplicamos a massa de água pela variação de temperatura e por um fator 1 que é denominado calor específico sensível da água. Usando a mesma lógica podemos calcular a quantidade de calor necessário para aquecer outras substâncias desde que nos seja fornecido o calor específico desta. A equação matemática é:

Onde m = massa em gramas, c = calor específico sensível da substância e ∆t a variação de temperatura em ºC.


Qual a unidade de medida do c?

Exemplo:
Determine a quantidade de calor necessária para aquecer 3 litros de água de 20ºC para 90ºC sob pressão normal.
Q
Q = 210.000 cal
= m.c. ∆t

Q = 3000.1.(90º - 20º) = 3000.70



Q = 2,1 . 105 cal
Ou ainda:

Exercícios:
Utilize a tabela a seguir para responder aos problemas de 1 a 6


substância

água

gelo

ferro

glicerina

ouro

C (cal/gºC)

1,00

0,50

0,11

0,60

0,03

1 Retirados 500g de gelo do congelador a – 20 ºC qual a quantidade de calor que esta quantidade de gelo deverá absorver para atingir 0ºC?


2. Qual a quantidade de calor necessária para aquecer 300 g de ouro de 20ºC para 120ºC?
3. Determine a variação de temperatura sofrida por l litro de água líquida ao receber

50000 cal.


4. Calcule a quantidade de calor necessária para aquecer 300 g de glicerina de 20ºC a 120ºC.
5. Para aquecer 1 kg de ferro de 50ºC para 250ºC quanto de calor devemos fornecer?
6. Qual a quantidade de calor que deve ser retirado de 2 l de água a 90ºC para que sua temperatura caia para 10ºC?
Quantidade de calor latente (l):
Ao receber ou perder calor vimos que o sistema pode sofrer variação de temperatura, algumas vezes entretanto o sistema poderá sofrer uma mudança de estado físico. Nestes casos o calor trocado com o meio recebe o nome de calor latente.
Por exemplo, no caso do exercício 1 o gelo ao atingir 0 ºC, a pressão normal, deverá sofrer mudança de estado (fusão). O calor absorvido para a mudança de estado também depende da substância. No caso do gelo, o calor específico latente de fusão é 80 cal/g. Significa que para fundir um grama de gelo 80 calorias serão absorvidas.

Ou seja:



Q = m.l

No exercício 1, para que 500g de gelo sofram fusão teremos:


Q = 500.80

Q = 40000 cal (= quantidade de calor necessária para a fusão)


Execício:
Considere 200 g de gelo retirados a – 10 ºC do congelador. Determine a quantidade de calor necessário para transformar este gelo em vapor d´água sob pressão normal.

São dados:

Calor específico da água : 1 cal g/ºC

Calor específico do gelo: 0,5 cal g/ºC



Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g
Faça um gráfico representando esta curva de aquecimento da água.

Pense:
Ao misturar 1 litro de água a 80ºC com 2 litros de água a 20ºC, qual será a temperatura final de equilíbrio térmico (sob pressão normal)?

Exercícios de revisão:
Leia a definição a seguir:
“ 1 caloria, cujo símbolo é 1 cal, representa a quantidade de calor que se deve fornecer à 1 grama de água para elevar a sua temperatura de 1 º C “
Responda:



  1. Para aquecermos 100 g de água de 1 º C quantas calorias são necessárias?




  1. Para aquecermos 20g de água de 30º C quantas calorias são necessárias?




  1. Qual é o calor específico da água?




  1. Qual é a equação que nos permite determinar a quantidade de calor necessária para aquecer qualquer substância?




  1. Qual a quantidade de calor necessária para aquecer 400g de gelo, calor específico 0,5 cal/gºC de – 20º C para 0 º C?




  1. As panelas em geral têm seu cabo revestido por plástico? Que processo de transferência de calor está envolvido neste caso?




  1. O congelador deve ficar na parte de cima da geladeira. Por quê? Qual o processo de transferência de calor envolvido?




  1. Qual o principal processo de transferência de calor envolvido no efeito estufa?




  1. Transforme como se pede:




  1. 25 º C em graus Fahrenheit

  2. 104º F em graus Celsius

  3. 500 K em graus Celsius.

  4. 300K em graus Fahrenheit.


Questões de Ondulatória:
1) Numa corda tensa, propaga-se uma onda de comprimento 20cm com velocidade igual a 8,0m/s. Determine a frequência e o período dessa onda.
2)Num grande lago, correntes de ar produzem ondas periódicas na superfície da água, que se propagam à razão de 3,0m/s. Se a distância entre duas cristas consecutivas é 12m. Qual é o período de oscilação de um barco ancorado?
3) Uma corda de massa 800g e comprimento 5m é tracionada por uma força F e percorrida por uma onda de velocidade 200 m/s. Qual é o valor da força F?
4)(UC-MG) Com relação ao movimento ondulatório, a afirmativa falsa é:


  1. a frequência da onda não varia quando ela muda de meio

  2. a velocidade da onda não depende do meio de propagação

  3. o comprimento de onda é a distância percorrida pela onda no tempo de um período

  4. o comprimento de onda se mantém constante num mesmo meio

  5. uma onda transporta energia e quantidade de movimento.

5)(MACKENZIE-SP) a afirmativa correta é:




  1. uma onda, ao passar de um meio para outro, tem frequência alterada

  2. uma onda, ao se propagar, leva consigo partículas do meio

  3. as ondas mecânicas se propagam no vácuo

  4. a velocidade de propagação de uma onda depende do meio em que ela se propaga

  5. o som não é uma onda mecânica.

6) (UF-RJ) Ondas produzida no meio de uma piscina circular de 6 m de raio por uma fonte de freqüência 2 Hz demoram 10s para atingir a borda da piscina. Pode-se afirmar que a distância entre duas cristas consecutivas é:



  1. 0,2 b)0,6 e)1,2

  2. 0,3 c)1,0



Exercícios complemetares

  1. Observe as figuras a seguir e responda:




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