Física II

Mensagem não lidapor **NETOUFF** » 30 Jul 2011, 11:24 · Mensagem não lida por **NETOUFF** » 30 Jul 2011, 11:24

Numa experiência em laboratório de Biologia, um animal foi introduzido numa mistura de água e gelo, sob pressão normal. Decorrido certo tempo, houve contraçãode 0,64 [tex3]cm^3[/tex3] na mistura. No mesmo tempo, a contração teria sido 0,42 [tex3]cm^3[/tex3] sem a presença do animal.
a) Determine a quantidade de calor que a mistura recebe do animal no intervalo de tempo considerado, sendo dados [tex3]d_gelo[/tex3] = 0,92g/[tex3]cm^3[/tex3] , [tex3]d_água[/tex3] = 1g/[tex3]cm^3[/tex3] e [tex3]L_F[/tex3] = 80cal/g.

b) admitamos que o referido tempo seja o necessário para que o animal, inicialmente a 30 graus, entre em equilíbrio térmico com a mistura. Consideramos ainda que o animal não produza calor por processos metabólicos e que 20% do calor que ele cede se perca para o ambiente. Determine a capacidade térmica do animal.

Resposta

R: a) 202,4cal b) 8,43cal/C

Mensagem não lidapor **aleixoreis** » 31 Jul 2011, 20:17 · Mensagem não lida por **aleixoreis** » 31 Jul 2011, 20:17

Não cheguei à resposta do gabarito.
Mas, vou descrever a minha solução:

É importante observar que a água se contrai ao ir de 0º a 4º e que m=v.d .

Considerando a situação sem o animal:
[tex3]m=0,92V[/tex3]
[tex3]m=(V-0,42)[/tex3]
[tex3]0,92V=V-0,42 \rightarrow V=5,25cm^{3} \rightarrow m=5,25g[/tex3]
[tex3]Q_1=5,25.80+5,25.1.(4-0)=441cal[/tex3]

Considerando a situação com o animal:
[tex3]m=0,92V[/tex3]
[tex3]m=(V-0,64)[/tex3]
[tex3]0,92V=V-0,64 \rightarrow V=8cm^{3} \rightarrow m=8g[/tex3]
[tex3]Q_2=8.80+8.1.(4-0)=664cal[/tex3]

No intervalo de tempo:[tex3]Q_1-Q_2=664-441=223cal[/tex3]

Capacidade térmica do animal, sabendo que perde 20% de calor: [tex3]{-}223.1,2=C(4-30) \rightarrow 10,29 cal/C[/tex3]

Deixo aqui estes cálculos esperando que possa saber onde errei ou se o gabarito é que não está certo.
[]'s.

Mensagem não lidapor **NETOUFF** » 01 Ago 2011, 15:42 · Mensagem não lida por **NETOUFF** » 01 Ago 2011, 15:42

5,25g e 8g eu até cheguei, no caso do valor de [tex3]Q_2[/tex3] não poderia porque tinha q ter o calor específico do animal também na fórmula..eu axei 220 cal, utilizando 8 - 5,25 = 2,75g, neste caso usando a massa do animal
2,75 . 80 = 220 cal, mas naum é essa resposta
OBS: ( o livro é FUNDAMENTOS DA FISICA 2, ramalho, nicolau, toledo)

Mensagem não lidapor **aleixoreis** » 01 Ago 2011, 19:39 · Mensagem não lida por **aleixoreis** » 01 Ago 2011, 19:39

Penso que para achar [tex3]Q_2[/tex3] não é necessário ter o calor específico do animal.
Se ao invés de animal fosse dito "uma fonte de calor", o problema seria o mesmo.

[]'s.

Mensagem não lidapor **emanuel9393** » 23 Abr 2012, 09:10

Olá, NETOUF e alexoreis!

Por acaso, estive lendo o Fundamentos d Física vol 2 nesses dias e vi essa questão. Eu ia postar ela no fórum, pois sei resolver somente a letra a). Mas, como alguém já postou essa questão, vamos discutir aqui mesmo.

a)

$\Delta V \, = \, V_{gelo} - V_{agua} \\ \Delta V \, = \, \frac{m}{d_{gelo}} \, - \, \frac{m}{d_{agua}} \\ \Delta V \, = \, m \left( \frac{1}{d_{gelo}} \, - \, \frac{1}{d_{agua}} \right)$

Na expressão acima, o $\Delta V$ corresponde a diferença da contração de volume da mistura com o animal com a mistura sem o animal. Logo, $\Delta V \, = \, 0,64 \, - \, 0,42 \, = \, 0,22 \,\, cm^{3}$

Com isso:

$0,22 \, = \, m \left( \frac{1}{0,92} \, - \, \frac{1}{1} \right) \\ 0,22 \, = \, \frac{0,08}{0,92} m \\ m \,= \, 2,53 \,\, g$

E finalmente:

$Q \, = \, mL \\ Q \, = \, 2,53 \cdot 80 \\ \boxed{\boxed{Q \, = \, 202,4 \,\, cal}}$

Pronto. Mas, não sei resolver a letra b). Alguém sabe?

Um abraço!

Mensagem não lidapor **emanuel9393** » 23 Abr 2012, 09:21

Pensando bem, se eu fosse responder a letra b), faria o seguinte:

Seja $Q_{a}$ o calor cedido pelo animal e $Q_{g}$ o calor que derreteu a referida massa de gelo.

Temos:

$Q_{a} \, = \, 0,8 \cdot C \left(0 - 30\right) \\ Q_{a} \, = \, - \,24 \, C$

$Q_{g} \, = \, 202,4$

Conforme o princípio da trocas de calor:

$Q_{a} \, + \, Q_{g} \, = \, 0 \\ - \, 24 \, C \, + \, 202,4 \, = \, 0 \\\boxed{\boxed{C \, = \, 8,50 \,\, cal/^{0}C}}$

Acho que é isso.

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