Cursos do Blog - Eletricidade

17ª aula
Energia e potência da corrente elétrica

Borges e Nicolau

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 5: resolução

Cálculo da intensidade da corrente elétrica i que percorre o disjuntor:
P = U.i => 7500W = 220V.i => i = 34 A
Portanto, o disjuntor deve ser substituído por outro de 35 A, não havendo necessidade de se trocar a fiação.

Resposta: d 

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17ª aula
Energia e potência da corrente elétrica

Borges e Nicolau

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 4: resolução

Leitura atual: 2783 kWh
Leitura do mês passado: 2563 kWh
Energia elétrica consumida: 2783 kWh - 2563 kWh = 220 kWh
Se 1 kWh custa R$ 0,20, então 220 kWh custarão R$ 44,00

Resposta: e 

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17ª aula
Energia e potência da corrente elétrica

Borges e Nicolau

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 3: resolução

Sendo P = U.i, vem: 4.60 = 12.i => i = 20 A
De i = Δq/Δt, sendo i = 20 A e Δq = 60 Ah, vem:
20 A = 60 A.h/Δt => Δt = 3 h

Resposta: d 

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17ª aula
Energia e potência da corrente elétrica

Borges e Nicolau

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 2: resolução

P = U.i
1440 = 110.i
i ≅ 13,1 A

Resposta: c 

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17ª aula
Energia e potência da corrente elétrica

Borges e Nicolau

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 1: resolução

E_el = P.Δt => 2,5(kWh) = P(kW).(1/6)(h) => P = 15 kW

Resposta: a 

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17ª aula
Energia e potência da corrente elétrica

Borges e Nicolau

Exercícios básicos

Exercício 5: resolução

Energia elétrica consumida pela lâmpada: 
E_el = P.Δt = 100/1000(kW).(0,5)(h) => E_el = 0,05 kWh

Energia elétrica consumida pelo liquidificador:
E_el = P.Δt = 450/1000(kW).(8/60)(h) => E_el = 0,06 kWh

Resposta: Nas condições descritas o liquidificador consome mais energia elétrica. 

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17ª aula
Energia e potência da corrente elétrica

Borges e Nicolau

Exercícios básicos

Exercício 4: resolução

a) Primeira leitura: 2614 kWh
b) Segunda leitura: 3045 kWh
c) Consumo de energia elétrica no mês: 3045 kWh-2614 kWh = 431 kWh

Respostas:
a) 2614 kWh
b) 3045 kWh
c) 431 kWh 

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17ª aula
Energia e potência da corrente elétrica

Borges e Nicolau

Exercícios básicos

Exercício 3: resolução

(E_el)_lâmpada = (E_el)_chuveiro => 60.Δt = 4500.20 => Δt = 1500 min = 25 h 

Resposta: 25 horas 

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17ª aula
Energia e potência da corrente elétrica

Borges e Nicolau

Exercícios básicos

Exercício 2: resolução

a) E_el = P.Δt = 5600/1000(kW).(1/4)(h) => E_el = 1,4 kWh
b) 1 kWh = R$ 0,40 => 1,4 kWh = 1,4x0,40 = R$ 0,56
c) Gasto mensal: R$ 0,56x4x30 => R$ 67,20
d) Energia elétrica consumida por banho com a chave na posição verão: 
E_el = P.Δt = 3200/1000(kW).(1/4)(h) => E_el = 0,80 kWh
Energia elétrica economizada com a chave na posição verão (por banho):
1,4 kWh - 0,80 kWh = 0,60 kWh
Energia elétrica economizada com a chave na posição verão (por mês, 30 dias, 4 pessoas):
0,60 kWhx4x30 = 72 kWh
Economia na “conta de luz”: 
1 kWh = R$ 0,40 => 72 kWh = 72x0,40 = R$ 28,80

Respostas:
a) 1,4 kWh
b) R$ 0,56
c) R$ 67,20
d) R$ 28,80 

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17ª aula
Energia e potência da corrente elétrica

Borges e Nicolau

Exercícios básicos

Exercício 1: resolução

a) E_el = P.Δt = 60/1000(kW).300(h) => E_el = 18 kWh
b) 1 kWh = R$ 0,40 => 18 kWh = 18x0,40 = R$ 7,20_e
c) P = U.i => 60 = 127.i => i ≅ 0,47 A

Respostas:
a) 18 kWh
b) R$ 7,20
c) aproximadamente 0,47 A 

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17ª aula
Termodinâmica (II)

Borges e Nicolau

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 5: resolução

Se na transformação AB a energia interna aumenta de 200 J, na transformação BA ela diminui de 200 J, ou seja: ΔU = -200 J

Como o gás cede 80 J, temos Q = -80 J.

Pela Primeira Lei da Termodinâmica, temos:

Q = τ + ΔU => -80 = τ + (-200J) => τ = 120 J

Resposta: a 

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17ª aula
Termodinâmica (II)

Borges e Nicolau

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 4: resolução

Na compressão adiabática o gás recebe trabalho do meio exterior. Assim, o volume diminui. Como não há troca de calor, o trabalho recebido se converte em energia interna. Logo, a energia interna aumenta e, portanto, a temperatura aumenta. Como T aumenta e V diminui, concluímos da Equação de Clapeyron que a pressão p aumenta.

Resposta: c 

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17ª aula
Termodinâmica (II)

Borges e Nicolau

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 3: resolução

Na expansão o gás realiza trabalho. Sendo isotérmica, não há variação de energia interna. Logo, o trabalho que o gás realiza é devido ao fato de receber calor. Portanto, o trabalho realizado pelo gás é igual ao calor absorvido pelo mesmo.

Resposta: e 

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17ª aula
Termodinâmica (II)

Borges e Nicolau

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 2: resolução

A área no diagrama pxV fornece o trabalho. No caso o gás realiza trabalho pois o volume aumenta:

τ = área => τ = (3-1).10^-3.1.10⁶ => τ = 2.10³ J

A variação de energia interna é dada por:

ΔU = 3/2.n.R.ΔT => ΔU = 3/2.0,4mol.8(J/mol.K).600K => ΔU = 2880 J

Pela Primeira Lei da Termodinâmica, temos:

Q = τ + ΔU => Q = 2000J+2880J => Q = 4880 J = (4880/4)cal = 1220 cal

Resposta: e 

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17ª aula
Termodinâmica (II)

Borges e Nicolau

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 1: resolução

Pela Primeira Lei da Termodinâmica, temos:

Q = τ + ΔU => 50.4,2 J = 300 J + ΔU => ΔU = -90 J: o gás recebeu 210 J de calor, realizou um trabalho de 300 J e a energia interna diminuiu de 90 J.

Resposta: d 

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17ª aula
Termodinâmica (II)

Borges e Nicolau

Exercícios básicos

Exercício 5: resolução

a)
Compressão adiabática: T, U e p aumentam
• Ao comprimir rapidamente o ar de uma bomba, ao encher um pneu ou uma bola, nota-se que a bomba se aquece.
• Com a mesma bomba, tampe com um dedo a saída de ar. Comprima rapidamente. Você sentirá um aumento de temperatura.
 
b)
Expansão adiabática: T, U e p diminuem
• Sopre com a boca aberta sobre sua mão. Você sentirá que o ar sai quente. Sopre agora rapidamente com a boca fazendo um “biquinho”. Você notará que o ar sai bem mais frio.
• Ao acionar um "spray" há uma expansão rápida e o tubo fica mais frio. 

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17ª aula
Termodinâmica (II)

Borges e Nicolau

Exercícios básicos

Exercício 4: resolução

Transformação adiabática:
x
Q = 0 => 0 = τ + ΔU => ΔU = -τ 

a)
O gás realiza trabalho => τ > 0 => τ = +1000 J => ΔU = -1000 J

b)
O gás recebe trabalho => τ < 0 => τ = -1000 J => ΔU = +1000 J

Respostas:
a) Q = 0; ΔU = -1000 J
b) Q = 0; ΔU = +1000 J 

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17ª aula
Termodinâmica (II)

Borges e Nicolau

Exercícios básicos

Exercício 3: resolução

Transformação isobárica:
τ = p.ΔV = n.R.ΔT => τ = 2.8,31.100 => τ = +1662 J 
ΔU = (3/2).n.R.ΔT => ΔU = (3/2).2.8,31.100 => ΔU = +2493 J 
Q = τ + ΔU => Q = (1662+2493) J => Q = +4155 J

Respostas:
a) τ = +1662 J
b) ΔU = +2493 J
c) Q = +4155 J 

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17ª aula
Termodinâmica (II)

Borges e Nicolau

Exercícios básicos

Exercício 2: resolução

a)
O gás recebe calor => Q = + 1000 J
Q = τ + ΔU => T constante: ΔU = 0 => 1000 = τ + 0 => τ = +1000 J 

b)
O gás cede calor => Q = -1000 J 
Q = τ + ΔU => V constante: τ = 0 => -1000 = τ + 0 => τ = -1000 J

Respostas:
a) τ = +1000 J; ΔU = 0
b) τ = -1000 J; ΔU = 0 

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17ª aula
Termodinâmica (II)

Borges e Nicolau

Exercícios básicos

Exercício 1: resolução 

a)
O gás recebe calor => Q = +1000 J
Q = τ + ΔU => V constante: τ = 0 => 1000 = 0 + ΔU => ΔU = +1000 J

b)
O gás cede calor => Q = -1000 J 
Q = τ + ΔU => V constante: τ = 0 => -1000 = 0 + ΔU => ΔU = -1000 J 

Respostas:
a) τ = 0; ΔU = +1000 J
b) τ = 0; ΔU = -1000 J 

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Cursos do Blog - Mecânica

17ª aula
Lançamento Oblíquo

Borges e Nicolau

Exercícios de revisão
 
Revisão/Ex 5: resolução

tg θ  = H/(A/2) (1)

Tempo de subida: 

v_y = v_0y-g.t => 0 = v₀.sen φ₀ - g.t_s => t_s = v₀.sen φ₀/g (2)

 
Altura máxima H: 

(v_y)² = (v_0y)² - 2.g.Δy => 0 = (v₀.sen φ₀)² - 2.g.H => H = v₀².sen² φ₀/2.g (3)

Alcance horizontal:

x = v_x.t => A = v₀.cos φ₀.2.v₀.sen φ₀/g (4)

(3) e (4) em (1): 

tg θ  = H/(A/2) => tg θ = (v₀².sen² φ₀/2.g)/(v₀.cos φ₀.v₀.sen φ₀/g) =>

tg θ = 1/2 (sen φ₀/cos φ₀) => tg θ = (1/2).tg φ₀
tg θ/tg φ₀ = 1/2

Resposta: B 

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