Física II

10.252 - (FAAP-SP) Uma esfera de chumbo é atirada com velocidade 20m/s e choca-se com um obstáculo perfeitamente rígido. Sabendo que a energia cinética da esfera transforma-se totalmente em calor e supondo que somente 70% seja absorvido pela esfera, calcular a temperatura final da esfera. A massa da esfera é 20g e sua temperatura inicial é 25ºC.

Dados: calor específico do chumbo sólido = 0,03 cal/gºC; calor específico do chumbo líquido = 0,04 cal/gºC; temperatura de fusão do chumbo = 325ºC; calor de fusão do chumbo = 6 cal/g.

Gabarito:

Resposta

26,1ºC

Bom dia, ismaelmat !

[tex3]I.[/tex3] Toda energia cinética inicial se transformará em calor:

[tex3]Q = \frac{mv^2}2[/tex3]

[tex3]Q = \frac{20 \cdot 10^{-3} \cdot (20)^2}2[/tex3]

[tex3]Q = 10 \cdot 10^{-3} \cdot 4 \cdot 10^2[/tex3]

[tex3]\boxed{Q = 4 \space J } [/tex3]

[tex3]II. [/tex3] Somente 70% do calor será absorvido pela esfera:

[tex3]Q_e = 0,7Q [/tex3]

[tex3]Q_e = 0,7 \cdot 4 [/tex3]

[tex3]\boxed{ Q_e = 2,8 \space J} [/tex3]

[tex3]II.[/tex3] Calculando a variação de temperatura:

[tex3]Q = mc\Delta T [/tex3]

[tex3]2,8 = 20 \cdot 0,03 \cdot 4,2 \cdot \Delta T [/tex3]

[tex3]\boxed{\Delta T = 1,11 \space °C}[/tex3]

[tex3]III. [/tex3] Calculando a temperatura final:

[tex3]\Delta T = T_f - T_i [/tex3]

[tex3]1,11 = T_f - 25 [/tex3]

[tex3]\boxed{\boxed{T_f = 26,11 \space °C}} [/tex3]

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