Um revólver calibre 38 dispara uma bala metálica com uma velocidade de e uma temperatura de . A bala é bruscamente freada quando colide com um muro de concreto. Nesta colisão, da energia cinética inicial da bala é convertida em calor suficiente para causar a fusāo completa do material. Sabendo que para este material o calor latente de fusão é e o calor específico é igual a . Determine a temperatura de fusão do material.

Passo 1

Vamos resumir o que a questão está pedindo. Temos um revólver calibre 38 que dispara uma bala com uma velocidade de e temperatura inicial de . Quando a bala colide com um muro de concreto, da energia cinética inicial é convertida em calor, o suficiente para fundir completamente o material da bala. Precisamos determinar a temperatura de fusão desse material. Para resolver esse problema, vamos usar conceitos de energia cinética, calor específico e calor latente de fusão.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a energia cinética inicial da bala. A fórmula para energia cinética ( ) é:
onde é a massa da bala e é a velocidade.

Passo 3

Sabemos que dessa energia é convertida em calor para fundir a bala. Então, a energia convertida em calor ( ) é:

Passo 4

Esse calor é usado para aumentar a temperatura da bala de até a temperatura de fusão ( ã) e também para realizar a fusão completa. A energia necessária para isso é a soma do calor para aquecer a bala e o calor latente de fusão:
ã
onde:
  • é o calor específico,
  • é o calor latente de fusão.

Passo 5

Observa-se que a massa ( ) aparece em todos os termos, então podemos cancelá-la:
ã

Passo 6

Vamos isolar ã:
ã
ã
ã

Passo 7

Agora, substituímos os valores numéricos na equação:
ã

Passo 8

Calculando cada parte:

Passo 9

Somando a temperatura inicial:
ã

Resposta

A temperatura de fusão do material é aproximadamente .

Exercícios relacionados

Uma película de óleo com indice de refração repousa sobre uin pedaço de vidro ópticamente plano com indice de refração . Quando iluminado com uma luz branca cm incidència normal, as luzes refletidas predominantes são as de comprimento de onda 690 nm e 460 nm (b) Se a espessura fosse despezivel, veriamos a pelicula clara ou escura?
Uma rede de difração tem 600 ranhuras/mm e 5 mm de largura. (b) Podemos aumentar o poder de resolução da medida, usando essa mesma rede? Como?
Os trilhos de aço de uma ferrovia são dispostos em segmentos de 20 m de comprimento ligados pelas extremidades. Os trilhos são instalados em um dia de inverno, de temperatura igual a . Qual o espaço que deve ser mantido entre dois segmentos de trilho adjacentes de modo que eles se toquem em um dia de verão com uma temperatura de ? (Considere o coeficiente de dilatação linear do aço )
Duas cargas e têm uma carga total de . Quando estão separadas por , a força exercida por uma carga sobre a outra tem módulo de . Encontre e se (a) ambos são positivos, de modo que se repelem, e (b) um é positivo e o outro é negativo, de modo que se atraem.