As variações de temperatura de dois corpos de massas
e
são iguais quando cada um fornece a mesma quantidade de calor. Conclui-se então que (a)
; (b)
; ©
; (d) Nenhuma das alternativas anteriores.
Passo 1
Vamos entender o que a questão está nos pedindo. Temos dois corpos com massas
e
que, ao fornecerem a mesma quantidade de calor, apresentam a mesma variação de temperatura. O conteúdo que vamos usar aqui é a fórmula do calor específico:
Onde:
-
é a quantidade de calor fornecida, -
é a massa do corpo, -
é o calor específico, -
é a variação de temperatura.
Precisamos comparar as expressões para os dois corpos e descobrir a relação entre
e
.
Passo 2
Primeiro, vamos aplicar a fórmula do calor para cada corpo. Como a quantidade de calor
e a variação de temperatura
são as mesmas para ambos, podemos escrever:
Para o corpo A:
Para o corpo B:
Passo 3
Como os dois corpos fornecem a mesma quantidade de calor e têm a mesma variação de temperatura, podemos igualar as duas equações:
Passo 4
Podemos simplificar a equação dividindo ambos os lados por
(que não é zero):
Passo 5
Agora, queremos isolar
para encontrar a relação entre os calores específicos. Para isso, dividimos ambos os lados por
:
Resposta
A relação correta é a alternativa (b):
Exercícios relacionados
Mostre que a rapidez
é uma quantidade aditiva, i.e., se
é a velocidade obtida pela soma relativística das velocidades
e
, então
.
Estude a seção 6.2 de MNv4, onde é detalhado o experimento de Michelson-Morley. Refaça essa análise levando em conta a Relatividade Restrita, mostrando que o resultado do experimento é de fato nulo, ou seja, nenhum deslocamento de franjas é esperado.
(1,4 pontos). Assinale V para as afirmativas verdadeiras
para as falsas
( ) (a) Na expansão livre de um gás, não é possível calcular a entropia como , pois esse processo é irreversível.
( ) (b) A mudança de entropia num processo adiabático qualquer deve ser nula uma vez que .
( ) © Quando um gás ideal é submetido a um processo adiabático sua energia interna não varia.
( ) (d) De acordo com a segunda lei da termodinâmica, entropia de um sistema pode ser negativa desde que a entropia total do universo não seja.
( ) (e) A segunda lei da termodinâmica assegura que a energia deve ser conservada em qualquer processo natural.
( ) (f) Uma grande chapa de metal tem um furo no meio. Quando a chapa é aquecida, a área do furo diminui.
() (g) A capacidade calorífica, a volume constante, de uma certa amostra de gás monoatômico é . Tem-se que o número de moles
desse gás é, aproximadamente,
.
( ) (a) Na expansão livre de um gás, não é possível calcular a entropia como
( ) (b) A mudança de entropia num processo adiabático qualquer deve ser nula uma vez que
( ) © Quando um gás ideal é submetido a um processo adiabático sua energia interna não varia.
( ) (d) De acordo com a segunda lei da termodinâmica, entropia de um sistema pode ser negativa desde que a entropia total do universo não seja.
( ) (e) A segunda lei da termodinâmica assegura que a energia deve ser conservada em qualquer processo natural.
( ) (f) Uma grande chapa de metal tem um furo no meio. Quando a chapa é aquecida, a área do furo diminui.
() (g) A capacidade calorífica, a volume constante, de uma certa amostra de gás monoatômico é
Dois moles de um gás ideal monoatômico têm pressão inicial
atm e volume inicial
litros. O gás efetua o seguinte ciclo de processos quase-estáticos; expande-se isotérmicamente até o volume
litros; aquecimento à volume constante até atingir a pressão de
; resfriamento isobárico até atingir o estado inicial. Represente o processo cíclico no diagrama