Tópico 6 - Editora Saraiva

142 PARTE I – TERMOLOGIA
Como:
d = m
⇒ m = d V, então:
V
(d V c Δθ) + (C Δθ) = 0
água mamadeira
1 · 250 · 1 (92 – 98) + C (92 – 32) = 0
–1500 + 60C = 0
60C = 1 500
C = 25 cal/°C
Respostas: a) dilatação térmica.; b) 25 cal/°C
105 (Mack-SP) Como sabemos, a água apresenta dilatação anômala,
pois quando resfriada a partir da temperatura de 4 °C o seu
volume aumenta. Assim, quando determinada massa de água a
20 °C (calor específ ico = 1,0 cal/g °C, densidade = 1,0 g/cm 3 ) é resfriada,
transformando-se em gelo a 0 °C (calor latente de fusão =
= 80 cal/g, densidade = 0,9 g/cm 3 ), tem seu volume aumentado de 20
cm 3 . A quantidade de calor retirada dessa massa de água é de:
a) 18 000 cal.
b) 14 400 cal.
c) 10 800 cal.
d) 7 200 cal.
e) 3 600 cal.
Resolução:
1) Cálculo da massa:
d g = m V g
d a = m V a
ΔV = V g – V a
⇒ V g = m d g
⇒ V a = m d a
ΔV = m d
–
g
m d
= m
a
1 d
–
g
1 da ΔV = (d a – d g )
d g d a
m = ΔV d g d a
d a – d g
m =
20 · 0,9 · 1,0
1,0 – 0,9
m = 180 g
m
(g)
2) Calor cedido pela água
Q = m c Δθ + m L = m (c Δθ + L)
Q = 180(1,0 · 20 + 80) (cal)
Q = 18 000 cal
Resposta: a
106 (UFG-GO) Justif ique, de modo sucinto, a af irmação: “Um corpo
f lutua em água a 20 °C. Quando a temperatura da água subir para
40 °C, o volume submerso do corpo aumentará”.
Resposta: A densidade da água diminui com o aumento de temperatura,
nesse intervalo. Dessa forma, o corpo f ica mais denso que a
água e o volume submerso aumenta.
107 (Unifesp-SP) O tanque de expansão térmica é uma tecnologia
recente que tem por objetivo proteger caldeiras de aquecimento de
água. Quando a temperatura da caldeira se eleva, a água se expande
e pode romper a caldeira. Para que isso não ocorra, a água passa
para o tanque de expansão térmica através de uma válvula; o tanque
dispõe de um diafragma elástico que permite a volta da água para a
caldeira.
Tanque de
expansão
Térmica
Caldeira
Detalhe
Suponha que você queira proteger uma caldeira de volume 500 L, destinada
a aquecer a água de 20 °C a 80 °C; que, entre essas temperaturas,
pode-se adotar para o coef iciente de dilatação volumétrica da água o
valor médio de 4,4 · 10 –4 °C –1 e considere desprezíveis a dilatação da
caldeira e do tanque. Sabendo que o preço de um tanque de expansão
térmica para essa f inalidade é diretamente proporcional ao seu volume,
assinale, das opções fornecidas, qual deve ser o volume do tanque
que pode proporcionar a melhor relação custo-benefício.
a) 4,0 L.
b) 8,0 L.
c) 12 L.
d) 16 L.
e) 20 L.
Resolução:
Calculando a dilatação volumétrica da água temos:
ΔV = V · γ · ΔT
0
ΔV = 500 · 4,4 · 10 –4 · (80 – 20)
ΔV = 13,2 L
Portanto, das alterntivas apresentadas, aquela que melhor relação custo-benefício
é a de 16 L.
Resposta: d