CEFET/RJ

1 Questo: (valor 1,0 ponto)

Uma barra de ao com seo quadrada de 0,2 cm de lado e 5 m de comprimento esticada por uma fora de 400 N em cada extremidade. Consulte a figura auxiliar.

Achar: as conseqentes:

tenso

Tenso

deformao

Deformao

elongao total e

(L

variao fracional da espessura da barra.

(( Figura auxiliar: F barra de ao F

Tenso: T= 400/(5*0,2x10^-2) = 4*10^4 Pa

Deformao: D = T/E = 4x10^4/210x10^9 E = mdulo de Young do aoE = (L/L0

(L =(4x10^4/210x10^9)*5 = 1,9 x 10^-72 Questo: (valor 1,0 ponto)

(a) Um cubo de ao (densidade = 7,8 g/cm) de lado = 3 cm flutua em Mercrio (Hg) (densidade = 13,6 g/cm). (a) Que frao do bloco fica acima da superfcie do Mercrio?(b) Se gua for derramada sobre o Mercrio, qual deve ser a altura da camada de gua para que o mesmo fique completamente submerso? Consulte as figuras auxiliares.

Figuras auxiliares:

Ar gua Ar

Hg Ao Ao Hg a) Fe = Pf*Vf*g = Pf*CLhgFg = P*V*g = P*CLHg Fe Fg = 0

Pfh pH = 0

H = (7,8/13,6)*3 = 1,72cm 3 Questo: (valor 1,0 ponto)

Em uma casa a gua chega por uma tubulao de 2 cm de dimetro interno, com presso absoluta de 4 x 105 Pa. O cano que conduz a gua para um banheiro do segundo andar, 5 m acima do primeiro andar, tem 1 cm de dimetro interno.

Calcule: (a) a velocidade da corrente e

(b) sua presso na torneira do banheiro, quando a velocidade da corrente na entrada for de 4 m/s. Consulte a figura auxiliar.

Figura auxiliar:

1 cm

5 m

H2O 2 cm

a) A2V2 = A1 V1

V2 = (/0,25 )*4 = 16 m/s

b) P2 = P1 p(V2 - V1) pg(y2 y1)

P2 = 4 x 10^5 0,5x10x240 10x9,8x5P2 = 4x10^5 120x10 - 49x10

P2 = 4x10^5 1,2x10^5 0,49x10^5

P2 = 2,31x10^5 Pa. = 2,31 atm.4 Questo: (valor 1,0 ponto)

Verifica-se que uma barra de ao, de 3 m de comprimento a 200 C, dilata-se 2 cm quando aquecido a 5200 C.

Calcule para ele: (a) seu coeficiente mdio de dilatao linear;

(b) a tenso se for resfriado para 200 C, sem se permitir sua contrao.

Consulte a figura auxiliar.Figura auxiliar: barra de ao

aquec.

solo

a) L = L0**T T = 520 20 = 500

3,02 = 3**500)

= 2,01x10^-3b) F/A = Y T = Y * 2,01x10^-3 * 500 = Y * 0,665x10^-35 Questo: (valor 1,0 ponto)

A capacidade calorfica molar de uma substncia, a presso constante, varia com a temperatura constante de acordo com a equao:

Cp = 6,50 cal/mol . K + 10-3 cal/mol . K-2. T.

Quantas calorias so necessrias para mudar a temperatura de 10 moles a 200C para 5270C, mantida presso constante?6 Questo: (valor 1,0 ponto)

A parede externa de uma casa tem uma camada de 3 cm de madeira por fora e uma camada isolante de isopor tambm de 3 cm de espessura por dentro. Se a madeira possui coeficiente de condutibilidade trmica k=0,04 J/ s . m . 0 C e a temperatura externa for de -100 C e temperatura no interior de 200 C, calcule:

(a) a temperatura no ponto em que a madeira encontra o isopor:

(b) qual a taxa do fluxo de calor, por m, atravs da parede?

Consulte a figura auxiliar.

Figura auxiliar:

Madeira Isopor Exterior (-100C) Interior (200C) 3 cm 3 cm =(KA T)/La) m = i(Km*Am (T-Tm))L = (Ki*Ai (T-Ti))L

(0,04A(-10-T))L =(Ki*Ai(T-20))L0,04(-10 T) = Ki ( T-20)b) = (0,04 * A * T)/0,03

7 Questo: (valor 1,0 ponto )

Qual a presso atmosfrica a uma altitude de 5 000 m se a temperatura al for de 00 C?

Considere que a temperatura varie uniformemente. Consulte a figura auxiliar.Figura auxiliar:

((00C) 5000 m solo

p = p0*e^-(Mg/RT)Mgy/RT = (28,8x10^-3 * 9,8 * 5000) / 8,315 * 273

p = 1,013x10^5 * e^-0,62 = 0,55 atm.8 Questo: (valor 1,0 ponto)

Dez litros de ar sob presso atmosfrica so comprimidos isotermicamente at um volume de 2 litros, sendo ento permitido que se expanda adiabaticamente at um volume de 10 litros. Represente o processo num diagrama pV.

9 Questo: (valor 1,0 ponto)

Um congelador forma gelo a razo de 5 g/s, partindo de gua a 00C. O calor liberado para uma sala a 300 C. Se o sistema usar um refrigerador ideal de Carnot determine:

(a) a potncia eltrica;

(b) a taxa de calor liberada para a sala.

10 Questo: (valor 1,0 ponto)

a) Quantos moles de gua existem em um copo (0,2 kg)?b) Quantas molculas?

a) MM = 2.1 + 1.16, (massa molecular do H 1u e do O 16u)MM = 2 + 16MM = 18g/mol

18g H2O -------- 1 mol H2O200g H2O ------ x mol H2O

18x = 200x = 200/18x = 11,11 moles.b) 6.1023 molculas H2O ----- 1 mol H2Ox molculas H2O -------------- 11,11 moles H2O

x = 66,67*10^23 Molculas.