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F31 – VL
2º
M
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4
C
questões.
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Boa prova!
1) Um sistema termodinâmico, constituído por um gás ideal que pode expandir-se, contrair-se, produzir
ou receber trabalho, receber ou fornecer calor, descreve um ciclo que pode ser representado por
ABCDA ou ABEFA.
Trecho do
ciclo
AB
BC
BE
DA
Aumenta
Energia Interna
Diminui
Constante
Positivo
Trabalho do Gás
Negativo
Nulo
a) (1,0 ponto) Considere a evolução da energia interna e o trabalho do sistema em cada trecho dos
ciclos. Indique com um X, no quadro, o resultado esperado.
b) (1,0 ponto) Qual ciclo tem maior rendimento, ABCDA ou ABEFA? Justifique.
2) A revolução industrial ocorreu no início do século XIX, com o desenvolvimento de máquinas
térmicas e estudos teóricos da termodinâmica realizados por Watt, Carnot e Mayer, entre outros.
Certa máquina térmica, que funciona realizando o ciclo de Carnot, opera entre duas fontes de calor a
400 K e 300 K. Suponha que, em cada ciclo, o motor rejeita 1,8.103 J para a fonte fria. Por cada ciclo,
determine, em Joules:
a) (1,0 ponto) o calor retiradoda fonte quente.
b) (1,0 ponto) o trabalho realizado pela máquina térmica
c) (1,0 ponto) o rendimento desta máquina térmica.
3) (2,0 pontos) Queremos congelar 200 kg de água a 0 oC utilizando um refrigerador cuja eficiência
seja igual a 1/7 da eficiência do refrigerador ideal de Carnot. O calor latente de fusão do gelo é 80
cal/g. Admitindo-se que a temperatura da sala em que se encontra o refrigerador permaneça invariável
de 39 oC, determinar o trabalho necessário para o referido congelamento.
4) Em uma transformação termodinâmica sofrida por uma amostra de gás ideal, o volume e a
temperatura absoluta variam como indica o gráfico a seguir, enquanto a pressão se mantém igual a 20
N/m2.
Sabendo-se que nessa transformação o gás absorve 250 J de calor, determine:
a) (1,0 ponto) o trabalho do gás nesta transformação
b) (1,0 ponto) a variação de sua energia interna
c) (1,0 ponto) nesse processo, o que acontece com a energia cinética das partículas que compõem o
gás: aumenta, diminui ou não muda? Justifique a sua resposta.