Tópicos de Física 2 - Caderno de Estudos-121-123

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119RUMO AO ENSINO SUPERIOR 119
 4. (UPM-SP)
Um bloco metálico de capacidade térmica 
150 cal/8C é colocado no interior de um forno. 
Esse bloco atinge o equilíbrio térmico após re-
ceber 39 kcal, não variando seu estado de agre-
gação. A variação de temperatura sofrida por 
esse bloco, na escala Fahrenheit, é
a) 246 8F
b) 289 8F
c) 367 8F
d) 402 8F
e) 468 8F
 5. (Vunesp)
Para saber se a temperatura do leite estava en-
tre 40 8C e 45 8C, um fabricante de queijo utilizou 
um termômetro velho, cujos números de escala 
estavam apagados. Com o auxílio de um termô-
metro em boas condições, fez duas marcas in-
dicativas dessa região de temperatura no termô-
metro velho e, mantendo os dois termômetros 
sob mesma condição térmica, fez as seguintes 
medições:
Termômetro sem 
escala
Termômetro em 
boas condições
0 mm 0 8C
80 mm 40 8C
200 mm 100 8C
Determine
a) de acordo com essas medições, a extensão, 
em milímetros, da região desejada pelo 
queijeiro;
b) a pressão de vapor do leite a 40 8C, se o quei-
jeiro utilizar um termômetro a gás num local 
onde a pressão atmosférica vale 76 cmHg e a 
coluna do termômetro indica 136 cmHg;
c) a radiação eletromagnética emitida pelo 
leite a 40 8C por meio de um pirômetro óp-
tico digital.
Dado:
Lei de Wien
lT 5 3,0 ? 1023 mK
 6. (Fuvest-SP) 
Um fabricante de acessórios de montanhismo 
quer projetar um colchão de espuma apropriado 
para ser utilizado por alpinistas em regiões frias. 
Considere que a taxa de transferência de calor 
ao solo por uma pessoa dormindo confortavel-
mente seja 90 kcal/hora e que a transferência 
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120 CADERNO DE ESTUDOS120 CADERNO DE ESTUDOS
de calor entre a pessoa e o solo se dê exclusiva-
mente pelo mecanismo de condução térmica 
através da espuma do colchão. Nestas condi-
ções, o gráfico representa a taxa de transferên-
cia de calor, em J/s, através da espuma do col-
chão, em função de sua espessura, em cm.
Considerando 1 cal 5 4 J, a menor espessura do 
colchão, em cm, para que a pessoa durma con-
fortavelmente é
a) 1,0.
b) 1,5.
c) 2,2.
d) 2,8.
e) 3,9.
 7. (Unicamp-SP)
Materiais termoelétricos são aqueles com alto 
potencial de transformar calor em energia elé-
trica. A capacidade de conversão de calor em 
eletricidade é quantificada pela grandeza 
F
S
T
2
5
rk
, que é adimensional e função da tem-
peratura T e das propriedades do material: 
resistividade elétrica r, condutividade térmica 
k, coeficiente Seebeck S. O gráfico a seguir 
mostra r em função de T para certo material 
termoelétrico. Analisando o gráfico e conside-
rando k 5 2,0 W/(m 3 K) e S 5 300 m V/K para 
esse material, a uma temperatura T 5 300 K, 
conclui-se que a grandeza F desse material a 
essa temperatura vale
a) 0,003.
b) 0,6. 
c) 0,9. 
d) 90.
R
e
p
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1
8
4,0x 1023
2,0x 1023
3,0x 1023
1,0x 1023
0,0
 0 50 100 150 200 250 300 350 400
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 8. (UFABC-SP) 
A expressão do fluxo de calor em função do tem-
po, ao longo de uma barra homogênea de com-
primento L e área de secção A é:
K A
L
f 5
? ? Du
Considerando-se como grandezas fundamentais 
força (F), comprimento (L), tempo (T) e tempe-
ratura (f), a equação dimensional de K é:
a) [K] 5 F0L0Tu22
b) [K] 5 F2L21T0u
c) [K] 5 FL0T21u21
d) [K] 5 FL21T0u21
e) [K] 5 FL0T21u22
 9. (UEM-PR)
Uma barra metálica cilíndrica tem 80 cm de 
comprimento e 200 cm2 de seção reta. Em todo 
o seu comprimento, ela é envolvida por uma 
grossa camada de um material especial que, 
além de ser impermeável à água, é um excelen-
te isolante térmico. Desse modo, somente as 
bases do cilindro metálico ficam expostas e po-
dem trocar calor com o meio ambiente. Uma das 
extremidades da barra é introduzida em uma 
caldeira isolada que contém água em ebulição, 
à pressão de 1 atmosfera, e a outra extremidade 
fica em contato com o ar, a 20 8C. Sabendo que 
a condutividade térmica do metal de que a barra 
é feita vale 5 ? 1022 kcal/(s ? m ? 8C), calcule, em 
kcal, a quantidade de calor transferida ao ar, du-
rante 10 minutos, em regime estacionário.
 10. (OBF)
Um galpão possui área 300 m2 de paredes, laje, 
janelas e portas. O coeficiente de condutibilidade 
térmica média deste conjunto é K 5 0,50 W/m 8C; 
a espessura média é x 5 0,20 m. Num inverno, 
deseja-se manter constante, em 20 °C, a diferen-
ça de temperatura do ar no interior e no exterior 
do galpão, durante o período de um mês. Em pa-
redes sólidas, sabe-se que a quantidade de calor 
transmitida por segundo de uma face à face opos-
ta é diretamente proporcional à área e à diferença 
de temperatura entre as faces, e inversamente 
proporcional à espessura. Esta quantidade de 
calor depende também da natureza do material 
que conduz o calor, ou seja, do seu coeficiente de 
condutividade térmica. Matematicamente, 
q 5 k 3 (área) 3 (diferença de temperatura) 4 
4 (espessura do material). Usar: 1 cal 5 4 J.
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