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(OBF - 2003) Calorimetria

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Mensagem por André Felipe em Sex 20 Jul 2012, 15:59

Uma arma dispara um projétil de chumbo (calor específico cPb= 0,031 cal/g °C) de massa 20 g, que se move de encontro a um grande bloco de gelo fundente (calor latente de fusão L= 80 cal/g). No impacto, o projétil tem sua velocidade reduzida de 100 m/s para 0 m/s, entrando em equilíbrio térmico com o gelo. Não havendo dissipação de energia, ocorre a fusão de 2,25 g de gelo. Qual era a temperatura do projétil no momento do impacto?
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(OBF - 2003) Calorimetria Empty Re: (OBF - 2003) Calorimetria

Mensagem por Bá Poli em Sex 20 Jul 2012, 16:21

Q1 + Q2 = 0
Se entrou em equilíbrio térmico com o gelo, a temperatura final foi 0ºC.

mc∆θ + m.L = 0
20 * 0,031 * (0 - θ) + 2,25 * 80 = 0
-0,62 θ + 180 = 0
θ 290 º C



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Mensagem por Robson Jr. em Sex 20 Jul 2012, 16:32

O calor cedido no impacto foi:



Isso seria suficiente para derreter a seguinte massa de gelo:



O resto do gelo derreteu devido ao resfriamento da bala.



EDIT: Me parece que a amiga acima esqueceu de considerar a energia cinética perdida pela bala.
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Mensagem por André Felipe em Sex 20 Jul 2012, 16:40

Obrigado pela a ajuda de vocês.
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Mensagem por Bá Poli em Sex 20 Jul 2012, 16:43

Robson Jr. você está certo... obrigada!
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Mensagem por Maria Pietra Negrão em Qua 16 Dez 2020, 21:39

Desculpe levantar o tópico apos tnato tempo, porem gostaria de levantar um ponto: temos que levar em conta que a energia cinética foi totalmente convertida em térmica, certo? Mas olhando mais profundamente, temos a variacao da energia cinetica sendo o trabalho de uma forca , que nesse caso podemos considerar como sendo a forca de contato com o proprio gelo e a reacao do gelo é que produz esse trabalho, correto? É correto dizer que esse trabalho da forca é a propria energia termica?

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Mensagem por Elcioschin em Qua 16 Dez 2020, 22:27

A energia cinética bala vai ser convertida em energia mecânica para penetrar no bloco. 
O atrito entre a bala e o gelo vai se transformar em calor.
O calor derrete parte do gelo.
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Mensagem por Maria Pietra Negrão em Qua 16 Dez 2020, 22:46

Obrigada , apenas uma obs: a energia mecânica nesse caso seria tipo uma " energia guardada para ser posteriormente usada, no caso dissipada pelo atrito" correto ?

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Mensagem por Elcioschin em Qui 17 Dez 2020, 10:02

Acho que, neste caso, não se aplica o termo "guardada" ou "armazenada": o correto seria "transformada"

O termo armazenada se aplica no caso de energia potencial. Eis alguns exemplos:

1) A água de uma represa no alto de uma montanha tem energia potencial gravitacional armazenada. Através de uma tubulação a água pode descer até uma usina hidrelétrica, embaixo.
Se água descer, ela perde energia potencial e ganha energia cinética. 
Aí ela vai fazer girar uma turbina hidráulica, a qual por sua vez aciona um gerador elétrico o qual produz eletricidade: houve transformação de energia mecânica de rotação energia elétrica.

2) Uma mola comprimida tem energia potencial elástica armazenada.

3) Um capacitor elétrico carregado tem energia potencial elétrica armazenada 

4) Uma pilha ou bateria elétrica carregada e sem uso, tem energia química armazenada.
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