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Tração e calorimetria

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Tração e calorimetria Empty Tração e calorimetria

Mensagem por anbongo1 Ter 24 Jan 2023, 10:33

Um cubo de gelo está completamente submerso em 3,45 kg de água e preso por meio de um fio ideal de capacidade térmica desprezível, ao fundo de um recipiente adiabático, conforme representado na figura seguinte:
Tração e calorimetria R4AAAAAElFTkSuQmCC

Inicialmente, a água está a 16 ºC e o gelo a 0 ºC e observa-se uma tração no fio de 1,0 N.
Considere que ocorra troca de calor exclusivamente entre a água e o gelo e que, à medida em que o gelo derrete, o fio continue prendendo o cubo de gelo ao fundo do recipiente, sem exercer pressão sobre o gelo.
Nessas condições, ao ser atingido o equilíbrio térmico no interior do recipiente, a tração, em N, sentida pelo fio, será igual a:
A) 0
B) 0,4
C) 0,7
D) 1
Gabarito: B

anbongo1
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Mensagem por catwopir Ter 24 Jan 2023, 10:53

tá faltando algumas informações, amigo! 
Calor latente e etc
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Mensagem por anbongo1 Ter 24 Jan 2023, 15:51

Tinha uma tabela oculta e não percebi.

• aceleração da gravidade: g = 10 m/s2
• calor específico da água: c = 1 cal/(g·ºC)
• calor latente de fusão do gelo: Lf = 80 cal/g
• temperatura de fusão do gelo: θf = 0 ºC
• densidade do gelo: µg = 0,92 g/cm3
• densidade da água: µA = 1,0 g/cm3

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Mensagem por Elcioschin Ter 24 Jan 2023, 19:02

Temperatura de equilíbrio = 0 º C

Calor cedido pela água para chegar a 0 ºC ---> Qa = (3,45.10³).1.16---> Qa = 55,2.10³ cal

Massa m de gelo que fundiu ---> m'.Lf = Qa ---> m'.80 = 55,2.10³ ---> m' = 0,69 kg

V = volume inicial do gelo ---> V = m/µg ---> m = massa inicial do gelo

T = Tensão no fio a 16 ºC ---> T = E - P ---> T =  µA.V.g - m.g

No equilíbrio térmico ---> T' = 0 ---> E' = P ---> µA.V'.g = (m - m').g --->

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