Exercício-14

Um cilindro, munido de um êmbolo móvel, contém um gás ideal que ocupa um volume de 3 L, à temperatura T1 . O gás é aquecido, lentamente, até a temperatura T2, quando passa a ocupar um volume de 3,5 L. Durante o processo, a superfície externa do êmbolo, cuja área vale 0,5 m², está sob a ação de pressão atmosférica constante e igual a 10⁵ N/m².
Nessas condições, pode-se afirmar:
(01) O processo é isobárico.
(02) A força exercida pelo gás sobre o êmbolo vale 2.10⁵ N.
(04) A energia interna do gás permanece constante durante o processo.
(08) O gás realiza trabalho de 50 J sobre a vizinhança.
(16) A velocidade média das moléculas do gás é a mesma no início e no fim do processo.
(32) O volume do gás, durante o processo, aumenta linearmente com a temperatura.

01- é correto, pois existe apenas a ação da pressão atmosférica.

02- é incorreto, F=5.10⁴.

04- está incorreto, pois como há variação de temperatura, há também variação de energia.

08- está correto

 
16- está incorreta, a velocidade média das moléculas é medida com a variação de temperatura.
32- está correto, pois segundo a relação P.V=T, como existe aumento linear de temperatura à pressão constante, logo há também aumento linear no volume.

Exercício-13

No processo termodinâmico de ebulição da água, o volume de 1,0 cm³ se transforma em,
aproximadamente, 1701 cm³, quando ocorre o processo de ebulição a uma pressão constante de 1,0.10⁵

Considerando-se a densidade da água como constante e igual a 1,0 g/cm³ e o calor de vaporização para essa pressão como 2,3.10⁶J/Kg.

01) A vaporização de 1 grama de água é feita com adição de 2 130,0 J de calor.
02) O trabalho realizado pela água para se transformar em vapor é igual a 2130,0 J.
03) A energia que permanece retida no sistema, fazendo aumentar a energia interna, é igual a 2130,0 J.
04) A energia que abandona o sistema, ao realizar o trabalho sobre as vizinhanças, quando o líquido se expande em forma de vapor, é igual a 4430,0 J.
05) A variação da energia interna do sistema que realiza transformação isobárica é igual a zero.

01 Está incorreta, pois precisa de Q=2300 J.
02 Está incorreta, pois W=170 J.
03 Está correta, pois (Delta)U=2130 J.
04 Está incorreta.
05 Está incorreta, pois contraria a proposição 03.

Exercício-12

No século XVII, uma das interpretações para a natureza do calor considerava-o um fluido ponderável que preenchia os espaços entre os átomos dos corpos quentes. Essa interpretação explicava corretamente alguns fenômenos, porém falhava em outros. Isso motivou a proposição de uma outra interpretação, que teve origem em trabalhos de Mayer, Rumford e Joule, entre outros pesquisadores. Com relação aos conceitos de temperatura, calor e trabalho atualmente aceitos pela Física, avalie as seguintes afirmativas:

I. Temperatura e calor representam o mesmo conceito físico.

II. Calor e trabalho estão relacionados com transferência de energia.

III. A temperatura de um gás está relacionada com a energia cinética de agitação de suas moléculas.

Assinale a alternativa CORRETA.

A) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.

B) Somente a afirmativa I é verdadeira.

C) Somente a afirmativa II é verdadeira.

D) Somente a afirmativa III é verdadeira.

E) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.

I Está incorreta, pois a temperatura está associada ao nível médio de agitação de átomos e moléculas e calor é uma forma de energia em trânsito.

II Está correta, pois realmente estão relacionados a transferência de energia.

III Está correta, como foi falado sobre o conceito de temperatura no item I.

Exercício-11

O gráfico abaixo apresenta dois processos termodinâmicos distintos, utilizados para levar uma massa gasosa de gás ideal de uma temperatura inicial To até uma temperatura Tx. O primeiro (A) é um processo isobárico e o segundo (B) é um processo isovolumétrico.

Analise as afirmativas abaixo, relacionadas aos processos termodinâmicos descritos no gráfico:
I- A variação de energia interna do gás foi a mesma nos dois processos.
II- A quantidade de calor fornecida ao gás foi a mesma nos dois processos.
III- A temperatura Tx é maior do que a temperatura To.

Assinale a alternativa correta:
A)  Somente a afirmativa III é verdadeira.
B) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
C) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.
D) Somente a afirmativa II é verdadeira.
E) Todas as afirmativas são verdadeiras.

I está correto, já que a variação de temperatura é a mesma.
II está incorreto, pois no processo A,a quantidade de calor foi maior, pois existe trabalho, ou seja,(Delta)U=Q-T , já no B o trabalho é nulo, ou seja, (Delta)U=Q.
III- Correto, basta analisarmos pela relação P.V=T. No processo A houve aumento de Volume à pressão constante, logo proporcionalmente temos que aumentar a temperatura. Igualmente no B, houve aumento da pressão à volume constante, logo proporcionalmente temos que aumentar a temperatura.

Exercício-10

Um sistema constituído por certa massa gasosa sofre quatro transformações sucessivas, AB, BC, CD e DA, conforme mostra o diagrama PxV na figura.

Assinale a(s) proposições CORRETA(S):
01- Na transformação AB, o calor que o sistema absorveu foi maior do que o trabalho que ele realizou.
02- Na transformação AB o sistema absorveu calor do meio ambiente.
04- Não houve variação da energia interna do sistema na transformação BC.
08- Na transformação CD não houve realização de trabalho e a energia interna do sistema diminuiu.
16- Na transformação DA o sistema absorveu calor do meio externo.
32- Na transformação AB houve diminuição da energia interna do sistema.
64- A energia interna do sistema no estado C é menor do que no estado A.

01 Está correto, pois há aumento de temperatura, sendo assim, há aumento da energia interna, como a energia interna, depende da subtração Q- W(trabalho) e para a variação de energia interna ser positiva,  Q precisa ser maior que W.
02 Está correto, pois houve recebimento de calor.
04 Está correto. Como houve variação de temperatura, logo houve variação de energia interna.
08 Está correto. Na transformação CD o volume é constante, logo trabalho é nulo. A temperatura diminui, logo a energia interna também diminui.
16 Está incorreto, pois a temperatura é constante.
32 Está incorreto, pois contraria a proposição 01.
64 Está incorreto, pois em C a temperatura é menor que em A.

Somando todas as proposições corretas temos 01+02+04+08=15.

Exercício-9

Considere um sistema formado por uma massa de um gás ideal encerrada num recipiente provido de um êmbolo de massa desprezível, de forma que seu volume possa ser variado. Analisa as afirmações a seguir e assinale a proposição correta.
I) Numa transformação isocórica, o trabalho realizado sobre o gás é nulo.
II) Quando o gás se expande isotermicamente, o trabalho por ele realizado é igual ao calor que lhe é fornecido.
III) Expandindo-se isobaricamentete o gás, ele não absorve nem cede calor.

A) Somente I é correta.
B) Somente I e II são corretas.
C) Somente II e III são corretas.
D) Todas são corretas.
E) Todas são incorretas.

I está correta, pois se não houver varição de volume, o trabalho é nulo.
II está correta, pois quando há variação isotérmica a varição da energia interna é nula, logo Quantidade de calor menos o trabalho tem que ser Zero.
III está incorreto pois quando há expansão volumétrica o sistema pode absorver ou ceder calor.

Exercício-8

Um sistema termodinâmico realiza o ciclo ABCA representado a seguir.

Determine o Trabalho realizado pelo sistema no ciclo, em Joules.

Exercício-7

Um gás ideal passou do estado A para o estado B, como mostra o gráfico abaixo. Sabendo que :
1 atm= 10⁵ Pa e 1 m³= 10³ L. Determine:
A) O trabalho realizado pelo gás nessa transformação.
B) A variação de energia interna do gás sabendo que durante o processo o gás recebe 4000 J.

Exercicio-6

Sobre um sistema, realiza-se um trabalho de 3000 J e, em resposta, ele fornece 1000 cal de calor durante o mesmo intervalo de tempo. A variação de energia internado sistema, durante esse processo, é, aproximadamente: (considere 1,0 cal = 4,0J)

a) -1000 J
b) +2000 J
c) -4000 J
d) +4000 J
e) +7000 J

Exercício-5

Das afirmações abaixo:
( I ) A energia interna de um gás ideal depende só da pressão;
( II ) Quando um gás passa de um estado 1 para outro estado 2, o calor trocado é o mesmo qualquer que seja o processo;
( III ) Quando um gás passa de um estado 1 para outro estado 2, a variação da energia interna é a mesma qualquer que seja o processo;
(IV) um gás submetido a um processo quase estático não realiza trabalho;
(V) o calor específico de uma substância não depende o processo como ela e aquecida;(VI) quando um gás ideal recebe calor e não há variação de volume, a variação da energia interna é igual ao calor recebido;
(VII) Numa expansão isotérmica de um gás ideal o trabalho realizado é sempre menor do que o calor absorvido.


As duas corretas são:
A) (II) e (III)
B) (III) e (IV)
C) (III) e (V)
D) (I) e (VII)
E) (III) e (VI)
Resp.E

Exercício-4

Um gás realiza transformações dadas pelas seguintes trajetórias em um diagrama PxV:
-Expansão isobárica do ponto A até o ponto B;
-Resfriamento isocórico do ponto B até o Ponto C;
-Compressão isobárica do ponto C até o ponto D cujo o volume é o mesmo do ponto de partida A;
-Um aquecimento isocórico do ponto D até voltar ao ponto de partida A.

Sendo a variação de energia interna para ir de A até C de 800 J e o trabalho realizado ao longo da trajetória ABC de 500 J, Calcule:

A) Quanta energia deve ser adicionada ao sistema na forma de calor quando este vai de A através de B e segue para C?
B) Se a pressão no ponto A é 5 vezes  aquela no ponto C, qual é o trabalho realizado sobre o sistema quando se vai de C para D?
C) Qual é a energia trocada com as vizinhanças na forma de calor quando o sistema vai de C para A ao Longo da Trajetória passando por D?
D) Represente a sequência de transformações em um diagrama PxV.

Exercício-3

Um sistema termodinâmico é levado do estado inicial A a outro estado B e depois trazido de volta até A através do estado C, conforme diagrama PxV da figura a seguir.

A) Complete a Tabela atribuindo sinais de (+) ou (-) às grandezas termodinâmicas associadas a cada processo.
B) Calcule o trabalho realizado pelo sistema durante o ciclo completo.

Exercício-2

Calcule o trabalho, em joules, realizado por um sistema expandindo-se de um volume inicial de 3,2
Litros até um volume final de 4,01 Litros, à pressão constante( processo isobárico) de 2,34 atm.
Adote:
 1 atm = 10⁵N/m²
 1 m³ = 1000 Litros.

Exercício-1

Calcule a variação de energia interna de um sistema que realiza 34 J de trabalho e absorve 32 calorias de Calor. Adote 1 cal=4,186 J.