Centro de Ensino Médio 03 do Gama Disciplina: Física Professor

Centro de Ensino Médio 03 do Gama
Disciplina: Física
Professor: Renato
Assunto: Termodinâmica
Lista de exercício
1) a figura representa, em um diagrama p-V, uma expansão de um gás ideal entre dois
estados de equilíbrio termodinâmico, A e B. a quantidade de calor cedida ao gás durante
essa expanasão foi 5.103 J. calcule a variação da energia interna do gás nessa expansão.
P(105 N/m2)
1
2
4
V(10
-2
m3)
2) o trabalho realizado na transformação ABC em joules foi de:
P(N/m2)
A
5
B
2
0
2
C
5
V(m3)
3) em relação à Primeira Lei da Termodinâmica, julgue os itens a seguir.
1) A variação da energia interna quando um sistema absorve 200 cal e realiza um
trabalho de 200 J e 400 J.
2) A expressão ΔU = Q + τ significa que um sistema termodinâmico gera calor e
trabalho.
3) Um sistema que cede 50 cal para o meio ambiente e recebe trabalho de 150 J tem
variação de energia interna negativa.
4) Calor e trabalho são duas grandezas físicas de mesma dimensão.
4) um gás ideal sofre uma transformação: absorve 50 cal de energia na forma de calor e
expande-se realizando um trabalho de 300 J. considerando 1 cal = 4,2 J, a variação da
energia interna do gás é, em joules, de:
a) 250
b) – 250
c) 510
d) -90
e) 90
5) no quadro estão descritas circunstancias nas quais um gás perfeito sofre algumas
transformações:
transformação
Como acontece
1
A temperatura constante
2
Sob pressão constante
3
Sem troca de calor com o meio externo
4
A volume constante
As transformações 1,2,3 e 4 são, nessa ordem:
a) Adiabática, isobárica, isovolumétrica, isotérmica.
b) Isotérmica, isovolumétrica, isobárica, adiabática.
c) Isobárica, adiabática, isotérmica, isovolumétrica.
d) Isotérmica, isobárica, adiabática, isovolumétrica
6) no processo isobárico indicado no gráfico, o gás ideal recebeu 3000 joules de energia do
ambiente. A variação da energia interna do gás foi de:
P( N/m2)
30
20
40
60
V( m3)
a) 600 J
d) 1800 J
b)1000 J
c) 1200 J
e) 3000 J
7) o fluido de uma máquina térmica realiza ciclos de transformações à razão de 5 ciclos por
segundo. Em cada ciclo a máquina retira 500 J de calor da fonte quente e rejeita 350 J de
calor para a fonte fria. Calcule:
a) o trabalho realizado pela máquina a cada ciclo;
b) a potencia útil dessa máquina;
c) o rendimento dessa máquina.
8) em uma máquina térmica, o fluido realiza ciclos de Carnot estando a fonte quente à
temperatura de 400 K e a fonte fria à temperatura de 240 K. Sabendo que, a cada ciclo, à
maquina recebe 1200 J de calor da fonte quente, calcule:
a) o rendimento dessa máquina;
b) o trabalho realizado pela máquina, a cada ciclo;
9) um refrigerador retira da fonte fria 420 J de calor e envia para o exterior 300 J de calor,
cada ciclo. Calcule:
a) o trabalho realizado pelo compressor em cada ciclo;
b) a eficiência desse refrigerador.
10) uma máquina de Carnot apresenta um rendimento de 30% e a temperatura de sua fonte
quente é 400 K. A potencia desta maquina é de 4,5 kW (k = 103) e ela efetua 10 ciclos /s.
a) Calcule a temperatura da fonte fria desta maquina.
b) Qual o trabalho que a maquina realiza em cada ciclo?
c) Quais as quantidades de calor Q e Q, que a maquina absorve e rejeita?:
11) Suponha que uma pessoa lhe informe que uma certa máquina térmica absorve, em cada
ciclo, uma quantidade de calor Q1 = 500 cal, realiza um trabalho T = 200 cal e rejeita para a
fonte fria uma quantidade de calor Q2 = 400 cal.
a) As informações fornecidas por esta pessoa, certamente, não estão corretas. Por quê?
b) A pessoa, refazendo suas medidas, verificou que havia um engano na medida da
quantidade de calor A. qual é, então, o valor correto de Q2?
12) um sistema térmico percorre o ciclo mostrado na figura deste problema.
a) Este ciclo corresponde a uma maquina térmica ou a um refrigerador? Explique?
b) Supondo que o sistema ao percorrer o ciclo rejeitado 8.104 J de calor, calcule sua
eficiência.
P(105n/m2)
4
2
0,1
0,2
V(m3)