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A GELADEIRA, POR EXEMPLO, É UM APARELHO DEBOMBEAR CALOR. VOCÊ PODE VERIFICAR COMO É QUENTEA "GRADE PRETA" ATRÁS DELA.TRATA-SE DO RADIADORQUE EXPULSA O CALOR TIRADO DO INTERIOR DAGELADEIRA, OU SEJA, DOS OBJETOS QUE REFRIGERA;
PARA SOBREVIVER NO PÓLO NORTE, OS ESQUIMÓSPRECISAM DO ISOLAMENTO TÉRMICO DAS ROUPAS DEPELE DE ANIMAIS E PRECISAM COMER ALIMENTOS COMALTO TEOR CALÓRICO. ALÉM DISSO, PARA ENTENDERPORQUE OS PÓLOS SÃO TÃO FRIOS, É PRECISO SABER QUE
OS RAIOS DE LUZ E DE CALOR VINDOS DO SOL SÓ CHEGAMLÁ MUITO INCLINADOS, E MESMO ASSIM SÓ DURANTEMETADE DO ANO...
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SERÁ PRECISO FERVER O MOTOR, PARA LEMBRARMOS QUE OAUTOMÓVEL É "MOVIDO A CALOR", POIS O QUE O EMPURRA
É UM MOTOR A COMBUSTÃO INTERNA?
DA MESMA FORMA, SERÁ PRECISO FICARMOS COM FEBRE,PARA LEMBRARMOS QUE TAMBÉM SOMOS SISTEMASTÉRMICOS E QUE "NOSSO MOTOR" TAMBÉM USA
COMBUSTÍVEL?
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VOCÊ PODERIA DAR UMA OLHADA À SUA VOLTA E DIZER QUECOISAS, NA SUA OPINIÃO,ESTÃO MAIS DIRETAMENTERELACIONADAS COM O CALOR? QUAL CARACTERÍSTICA OUQUALIDADE DESTAS COISAS AS ASSOCIA A PROCESSOSTÉRMICOS?
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TODAS ESSAS COISAS "CABEM" NA CLASSIFICAÇÃO PROPOSTA?
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E QUANDO NÃO TEM NADA ENTRE OS OBJETOS? VOCÊ JÁPENSOU DE QUE MANEIRA A LUZ E O CALOR DO SOL CHEGAMATÉ NÓS? COMO SENTIMOS O CALOR DO SOL? COMO NOSPROTEJEMOS DO SEU CALOR TÃO INTENSO?
SE OS NOSSOS SENTIDOS "MENTEM" , O QUE PODERIA SERUSADO PARA SE QUANTIFICAR O "QUENTE" OU O "FRIO" ?COMO DETERMINAR A TEMPERATURA DE UM OBJETO?
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MAS, COMO ESSES VALORES SÃO ATRIBUÍDOS À ESCALA?
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t t C F
−
−=
−
−
0
100 0
32
212 32
t
C −
−
0
100 0
t
F −
−
32
212 32
t t C F
100
32
180=
−
t t C F
5
32
9=
−
t C
5
100 32
9=
−
t CC ≅ 38ο
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À QUE TEMPERATURA ESTÃO ASCOISAS À NOSSA VOLTA?
QUAIS DELAS ATINGEM UMATEMPERATURA MUITO ALTA? EUMA TEMPERATURA MUITOBAIXA?
"Coisas" ou s ituações Temperatura ( C)
fotosfera solar 5700
fusão do tungstênio 3380
filamento de uma lâmpada 2500
forno metalúrgico 4000
forno doméstico 400
interior da geladeira 5
interior do congelador -5
interior do freezer -20
dia bem quente de 30 para cima
dia bem frio de 10 para baixo
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CORES TEMPERATURA
castanho de 520oC a 650
oC
vermelho de 650oC a 1050
oC
amarelo de 1050oC a 1250
oC
branco/azulado acima de 1250oC
OQUE VOCÊ ESPERA QUE VAI ACONTECER AO RETIRÁ-LO DAÁGUA?
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Substância T(oC) Coef. de dil. Vol. (
0C-1)
aço 0 - 100 31,4 x 10-6
água 20 210 x 10-6
álcool 0 - 60 1100 x 10-6
alumínio 20 - 100 71,4 x 10-6
cobre 25 - 100 50,4 x 10-6
ferro 18 - 100 34,2 x 10
-6
gelo 20 - 0 153 x 10-6
invar (Fe, Ni) 20 2,7 x 10-6
madeira 20 90 x 10-6
mercúrio 0 - 100 182 x 10-6
ouro 15 - 100 42,9 x 10-6
prata 15 - 100 56,7 x 10-6
superinvar (Fe, Ni, Cr) 20 0,09 x 10-6
tungstênio 20 12 x 10
-6
vidro comum 0 - 100 27 x 10-6
vidro pirex 20 - 100 9,6 x 10-6
γ vapor de água
0 -1 C C= × =
−6 −13663 10
1
273
0
γ = −11
273
0 C
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∆∆∆∆∆ γ γ γ γ γ ∆∆∆∆∆
TS
S TSS
o
o∆
∆=⇒∆=∆ β β
TL
L TLL
o
o∆
∆=⇒∆=∆ α α
L∆
oL
T∆
α
A DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA É DIRETAMENTE PROPORCIONALAO VOLUME INICIAL E A VARIAÇÃO DE TEMPERATURA.
β
S∆
oS
T∆
∆ ∆ ∆∆Τ
V V T = VV
0
0
= ⇒γ γ
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1o -61031,5
−× C
1o 6-6-
1010,51031,53
1 −×=×× C
10cmL =∆
1o -61010,5−×= C α
cm10m100L 4o ==
C o
6-4
o
951010,510
10
L
L T ≅
××=
∆=∆
α
-1o-6
água C10210×=γ
-1o -6álcool C101100 ×=γ
TVV o ∆=∆ γ
3-66
água mm2100101021010V =×××=∆
3-66
álcool 11000mm1010110010V =×××=∆
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Alimentos Porções (100g) Energia (kcal)
leite de vaca cru meio copo 63
queijo brancofresco
uma fatia 243
pão duas unidades 269
ovo duas unidades 163
carne de vaga(magra)
um bife 146
peixe de mar frito dois filés 371
arroz cozido 3 colheres (sopa) 167
feijão cozido 5 colheres (sopa) 67
mamão uma fatia 32
coca-cola meio copo 39
batata frita 2 unidades 274
EXPERIMENTE CALCULAR A QUANTIDADE DE ENERGIA
FORNECIDA PELOS ALIMENTOS QUE VOCÊ INGERIUHOJE.
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dormir 78 kcal/h
ficar
sentado
108 kcal/h
assistir à aula ouestudar
180 kcal/h
trabalhar 180 kcal/h
ficar em pé 120 kcal/h
andar 228 kcal/h
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Combustível Calor de combustão
(kcal/kg)
álcool etílico(etanol)*
6400
álcool metílico(metanol)**
4700
carvão vegetal 7800
coque 7200
gás hidrogênio 28670
gás manufaturado 5600 a 8300
gás natural 11900
gasolina 11100
lenha 2800 a 4400
óleo diesel 10900
petróleo 11900
querosene 10900
TNT 3600
M AS QUAL O SIGNIFICADO DESTA UNIDADE DE MEDIDA?
OS MATERIAIS QUE QUEIMAM QUANDO ESTÃO EM CONTATOCOM O AR E UMA CENTELHA SÃO CHAMADOSCOMBUSTÍVEIS E O PROCESSO DE QUEIMA É CONHECIDOCOMO COMBUSTÃO.
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ALÉM DESTES É POSSÍVEL TERMOS OUTROS PROCESSOS NOSQUAIS OCORRE AQUECIMENTO E ALGUMA "COISA"FUNCIONA COMO FONTE DE CALOR?
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O CALOR FLUIESPONTANEAMENTE DE
UMA FONTE QUENTE PARAUMA FONTE FRIA.
O CALOR SE PROPAGA NO AR, NA ÁGUA, NO SOLO E NOSOBJETOS ATRAVÉS DE UM MEIO MATERIAL.
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Dicas da cozinha:
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MAS, AFINAL COMO É QUE ACONTECE A CONDUÇÃO DE CALORNOS DIVERSOS MATERIAIS? EXISTE UMA DIFERENÇA ENTREA CONSTITUIÇÃO DO ALUMÍNIO À TEMPERATURA AMBIENTEOU DO ALUMÍNIO AQUECIDO?
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NA IRRADIAÇÃO SOMENTEA ENERGIA É
TRANSMITIDA.AS ONDAS
ELETROMAGNÉTICAS
NÃO NECESSITAM DEUM MEIO MATERIAL
PARA SEREMTRANSPORTADAS.
NAS INTERAÇÕES C OM OSMATERIAIS A LUZ SECOMPORTA COMOPARTÍCULA.
COMO A GARRAFA TÉRMICAMANTÉM LÍQUIDOS A
TEMPERATURAS INFERIORES ADO AMBIENTE ?
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MAS COMO O AQUECIMENTO DA TERRA INFLUI NA FORMAÇÃODE FURACÕES? ESTE AQUECIMENTO TAMBÉM ÉRESPONSÁVEL PELA OCORRÊNCIA DE VENTOS MAIS
AMENOS?
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Substância
Calor específico
(pressão constante)
(cal/g.0C)
água a 200C 1
água a 900C 1,005
álcool 0,6
alumínio 0,21
ar 0,24
chumbo 0,031
cobre 0,091
ferro 0,11
gelo 0,5
hidrogênio 3,4
latão 0,092
madeira (pinho) 0,6
mercúrio 0,03
nitrogênio 0,247
ouro 0,032
prata 0,056
tijolo 0,2
vapor d'água 0,48
vidro 0,2
zinco 0,093
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E AS MOTOCICLETAS, COMO SÃO REFRIGERADAS?
POR QUÊ AS SUBSTÂNCIAS TÊM VALORES DE CALORESPECÍFICO TÃO DIFERENTES?
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∆t
cal
g C o
=
∆t C o
∆××=
∆=
0=+
∆××=
∆××=
×=×
=
=
⇒=
×==
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Q Q forma agua+ = 0
m g f = 400 δ = m
V
t i f = ? 1
4000 3=
m g
cm.
t C f o
f = 30 m gagua = 4000
cal = 0 21, t i
oagua
= 25
cagua = 1
t 30 C f 0
agua=
t C f o
= +
=20000 2520
84268
Q Q 0 forma agua
+ =
m c t t m c t t o f f f i agua agua f i× × − + × × − =( ) ( )
400 0 21 30 4000 1 30 25 0× × − + × − =, ( ) ( )t forma
C 0,21 cal / g. Al
0= C
C 0,091 cal / g.cu0= C
Razao= 0,21
0,091= 2 3,
Q = mc t ∆
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CALCULE A QUANTIDADE DECALOR NECESSÁRIA PARAVAPORIZAR 200G DE GELOQUE ESTÁ À -200C. UTILIZEOS DADOS DAS TABELAS 12-1E 15-1.
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Altitude (m) Pressão (cmHg)
0 76
500 72
1000 67
2000 60
3000 53
4000 47
5000 41
6000 36
7000 31
8000 27
9000 24
10000 21
E SE DIMINUIRMOS A PRESSÃO, A ÁGUA VAI ENTRAR EMEBULIÇÃO A TEMPERATURAS MENORES DO QUE 1000C?
PORÉM , SERÁ QUE A ÁGUA SEMPRE FERVE À MESMA
TEMPERATURA? HÁ ALGUM FATOR QUE ALTERE ISSO?
P F
A=
MAS, SERÁ QUE A ALTERAÇÃO DE PRESSÃO INTERFERE NAEBULIÇÃO OU CONDENSAÇÃO DE UMA SUBSTÂNCIA?
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P (atm) P (mmHg) T (o
C)6,05x10-3 4,6 0
22,37x10-3 1,7x101 20
72,37x10-3 5,5x101 40
197,37x10-3 1,5x102 60
0,474 3,6x102
80
1 7,6x102
100
2 15,2x102
120
5 38,0x102
152
10 76x10
2
18020 15,2x10
3213
40 30,4x103
251
60 45,6x103
276
O MONTE ACONCÁGUA NOS ANDES ESTÁ A
7000M DE ALTITUDE E O EVEREST, NOHIMALAIA, A 8000M. CONSULTE A TABELA EDESCUBRA O VALOR DA PRESSÃO ATMOSFÉRICANO TOPO DE CADA PICO. QUAL ATEMPERATURA DE EBULIÇÃO DA ÁGUA NESSESLUGARES?
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P P Pat vint
= + P
int =
Pat
=
Pv
=
= × + × = ×1 10 3 3 10 4 3 105 5 52
, , N
m
××π
××=
π
×
==
=×=
=× ×
=−
1
3 1 1 1033
2 2,
N
m
=×
= ×−
1
3 10
3 3 106
5
2,
N
m
××
××=
π
×==
==
= × + ≅ ×
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O FATO DA ENERGIA CINÉTICA TOTAL DAS MOLÉCULAS SERPRATICAMENTE ZERO É INTERPRETADO COMO UMATEMPERATURA ABSOLUTA ZERO.
É ESSA ESCALA DETEMPERATURA ABSOLUTAQUE USAREMOS PARAESTUDAR OS GASES.
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P
T
P
Tconstante1
1
2
2
= =
P V P V constante1 1 2 2= =
P V
T
P V
Tcte1 1
1
2 2
2
= =
==
ESSA CURVA É CHAMADAISOTERMA .
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..
.==
=
=
=
=
××
=×
=
==
2
MACROSCÓPICA MICROSCÓPICA
massa número demoléculas
temperatura energia cinética
pressão choque dasmoléculas com as
paredes
volume distância médiaentre as moléculas
0
= =
k = 1,38 10 J
molecula.K
-23×
E
3
2cm ≅ × × ×
−
295 1 3 8 10 23
,
Ec m
= × × −
3
24 07 10
21, J
E 6,105 10 Jc
-21
m= ×
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=
=⇒
=
×=
=
×=×=
×=×
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NA CALDEIRA A PRESSÃO DO
VAPOR É CONTROLADA PORVÁLVULAS TAL COMO NUMAPANELA DE PRESSÃO.
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NUM CICLO COMPLETO A ENERGIA SE CONSERVA.
)( →
)( →
)( →
)( →
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PESQUISE SOBRE AS USINAS CONSTRUÍDAS NO BRASIL, A
POLUIÇÃO E DANOS CAUSADOS PELAS CONSTRUÇÕES DEHIDRELÉTRICAS, TERMOELÉTRICAS E TERMONUCLEARES.
NO NÚCLEO DOS REATORES AS PASTILHAS DE URÂNIO SÃOCOLOCADAS
EM
HASTES
METÁLICAS
TAMBÉM
CHAMADAS
DE PILHAS NUCLEARES.
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VOCÊ JÁ SABE QUE OS AUTOMÓVEIS, ÔNIBUS OU CAMINHÕES
SÃO MOVIDOS POR MOTORES A COMBUSTÃO INTERNA; MAS,JÁ VIU UM DELES INTERNAMENTE?
COMO É PRODUZIDO O MOVIMENTO?
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)( →
)( →
)( →
)( →
)( →
)( →
∆
∆
= +∆
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∆
∆
⇒
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O QUE UM APARELHO QUE RESFRIA ALIMENTO E FABRICAGELO TEM DE SEMELHANTE COM UM MOTOR DE CARRO?
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(1 2)→
(2 3)→
(3 4)→
(4 5)→ (5 1)→
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T = P . V =F
A. A.d P. V = F.d∆ ∆⇒
∆U
EM QUALQUER MÁQUINATÉRMICA: LOCOMOTIVA,MOTOR A COMBUSTÃO,TERMOELÉTRICA , MOTOR AJATO, AS PERDAS TÉRMICASSÃO MUITO GRANDES.
Q T U = + ∆
∆U
η =T
Q
PT
t =
∆V
∆ 1610 3
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η = T
Q
Q cal J J = ≅ =2 4 10 1010 102 2 3, . .
η η= = = =−2 010
102 010 0 2 20%
2
3
1, .
, . ,
T P V = . .∆
∆V T
p
N m
N m m= = = −
2 010
2 010 10
2
5 2
3 3, . .
, . / .
∆
∆ = −1610 3, .
. , .1610 3−
∆
∆
,
∆
∆
η η
⇒
η η
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η η
∆
∆
×
≅
→ → → →
→ → → →
→ → → →
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= +∆
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NESSAS GRANDES TRANSFORMAÇÕES: A FOTOSSÍNTESE ,A RESPIRAÇÃO E A DECOMPOSIÇÃO , SE PROMOVE UMA
CIRCULAÇÃO DA ENERGIA PROVENIENTE DO SOL.
EM TODAS ESSAS SITUAÇÕES A ENERGIA ASSUMEDIFERENTES FORMAS. NO TOTAL A ENERGIA SECONSERVA.
= +∆
MAS, SE A ENERGIA NUNCA SE PERDE, PORQUE TEMOS QUENOS PREOCUPAR COM O SEU CONSUMO?
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" É IMPOSSÍVEL CONSTRUIR UMA MÁQUINA QUE OPERANDOEM CICLOS TRANSFORME TODA ENERGIA EM TRABALHO",OU SEJA, AO SE REALIZAR TRABALHO COM UMA MÁQUINAQUE OPERE EM CICLOS, PARTE DA ENERGIA EMPREGADA É
DISSIPADA NA FORMA DE CALOR.
NUMA FLORESTA A ENTROPIA ÉPEQUENA.
NUM DESERTO A ENTROPIA ÉGRANDE.
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A VIDA É DURA. A VIDA É BELA.
A VIDA É UM DOM DE DEUS.A VIDA É SAGRADA. VIVER É PERIGOSO.
A VIDA É UMA AVENTURA.
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α α A e B
α α A e B
L = L = L = 2m= 200cmo o oA B
∆ ∆L = L TA o Aα
∆ ∆L = L TB o Bα
∆ ∆L - L 0,3cmA B =
∆ ∆L = L Toα α =
L
L To
∆
∆
α A =L
L T
A
o
∆
∆=
−
×=
2 007 2 000
2 000 100
0 007
200
, ,
,
,
α A-6 o -1= 35 10 C×
α BB
o
=L
L T
=2,005- 2,000
2,000 100
=0,005
200
∆
∆ ×
α B-6 o -1= 25 10 C×
∆T
∆ ∆ ∆L - L = L T(A B o Aα α − B )
0,3 = 200 T(35 10 - 25 10-6 -6× × ×∆ )
∆T =0,3
200 10 10=
0,3
2 10= 150 C
-6 -3
o
× × ×
γ = 31,5 10 C-6 o -1×
γ = 50,4 10 C-6 o -1×
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γ CU-6 0 -1
50,4 10 C= ×
γ Fe-6 0 -1
34,2 10 C= ×
x∆
x∆
x∆
x∆
x∆
Aα Bα Cα
CA α α =
C
A
A
C
L
L=
α
α
∆ ∆L LB A〉
α αC 〉 Α
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γ
π
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∴ t = 80 Co∆
Q m c tAl Al Al= × × ∆
Q 600 0,21 80 Q 10080 calAl Al= × × ⇒ =
Q m c tá gua á gua á gua= × × ∆Q 1400 1 80 Q calá gua á gua= × × ⇒ = 112000
Q Q Q Qtotal Al á gua total= + ⇒ = +10080 112000
Q 122080 cal = 122,080 kcaltotal =
70 00 de 11.900 8.330 kcal⇒
1 kg 8.330 kcal→
X 122,08 kcal→
X =122,08
8330 kg≅ 0 0147,
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Q Qcedido liga recebido água=
m c t - t m c t1 1 1 2 2 2 E( ) =
100c
10(90 - t c t t tE E 2 E× = × × ⇒ − =) 10 90
100c
10(90 - t c t t t
2 E 2 E× = × × ⇒ − =) 10 90
t t (1)E 2+ = 90
Q Qcedido liga recebido água=
m c (t t = m c t1 1 2 E 2 2 E− )
100c
10(t t = 10 c t t t t2 E E 2 E E× − × × ⇒ − =)
t
2t (2)
2
E=
t
2t
3
2t 90 t C
2
2 2 2
o+ = ⇒ × = ∴ =90 60
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MÁQUINA DE HERON.
PILÕES DE BRANCA.
DISPOSITIVO DE PAPIN.
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MÁQUINA DE WATT.
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