AD. 2º COLEGIAL – 4º BIM DEVERÁ SER EIMPRESSO

AD. 2º COLEGIAL – 4º BIM
DEVERÁ SER EIMPRESSO, RESOLVIDO E ENTREGUE NA PRIMEIRA
AULA APÓS AS PROVAS DOS DIAS 07 e 08/11.
1) Uma máquina térmica de Carnot recebe de uma fonte quente 1000 cal por
ciclo. Sendo as temperaturas das fontes quente e fria, respectivamente, 127 °C
e 427 °C, determinar
a) o rendimento da máquina
b) o trabalho, em joules, realizado pela máquina em cada ciclo
c) a quantidade de calor, em joules, rejeitada para a fonte fria
Usar como equivalência 1 cal = 4,2 J
2. Qual o rendimento de uma máquina térmica que retira de uma fonte quente 200
cal e passa para uma fonte fria 50 cal.
3. O rendimento de uma máquina térmica de Carnot é de 25% e a fonte fria é a
própria atmosfera a 27°C. Determinar a temperatura da fonte quente.
4. Qual a energia interna de 1,5 mols de um gás perfeito na temperatura de 20°C?
Conisdere R=8,31 J/mol.K.
5. Quando são colocados 12 moles de um gás em um recipiente com êmbolo que
mantém a pressão igual a da atmosfera, inicialmente ocupando 2m³. Ao empurrar-se o
êmbolo, o volume ocupado passa a ser 1m³. Considerando a pressão atmosférica
igual a 100000N/m², qual é o trabalho realizado sob o gás?
6. Uma transformação é dada pelo gráfico abaixo:
Qual o trabalho realizado por este gás?
7. O gráfico abaixo ilustra uma transformação 100 moles de gás ideal monoatômico
recebem do meio exterior uma quantidade de calor 1800000 J. Dado R=8,32 J/mol.K.
Determine:
a) o trabalho realizado pelo gás;
b) a variação da energia interna do gás;
c) a temperatura do gás no estado A.
8. (Ufla-MG) Numa transformação gasosa reversível, a variação da energia interna é
de + 300 J. Houve compressão e o trabalho realizado pela força de pressão do gás é,
em módulo, 200 J. Então, é verdade que o gás:
a) cedeu 500 J de calor ao meio.
b) cedeu 100 J de calor ao meio.
c) recebeu 500 J de calor do meio
d) recebeu 100 J de calor do meio.
e) sofreu uma transformação adiabática.
9. Em uma máquina térmica são fornecidos 3kJ de calor pela fonte quente para o início
do ciclo e 780J passam para a fonte fria. Qual o trabalho realizado pela máquina, se
considerarmos que toda a energia que não é transformada em calor passa a realizar
trabalho?
Qual o rendimento da máquina térmica.
10. Uma máquina que opera em ciclo de Carnot tem a temperatura de sua fonte quente
igual a 330°C e fonte fria à 10°C. Qual é o rendimento dessa máquina?
11. Qual a energia interna de 1,5 mols de um gás perfeito na temperatura de 20°C?
Conisdere R=8,31 J/mol.K.
12. Qual a energia interna de 3m³ de gás ideal sob pressão de 0,5atm?
13. Um motor à vapor realiza um trabalho de 12kJ quando lhe é fornecido
uma quantidade de calor igual a 23kJ. Qual a capacidade percentual que o
motor tem de transformar energia térmica em trabalho?
14) Quatro mols de um gás perfeito tem a sua temperatura variando isobaricamente de 100ºC para 200ºC quando recebe 12000 J de calor do meio externo conforme é
mostrado no gráfico.
Determine:
a) o trabalho realizado neste intervalo de temperatura
b) a variação de energia interna do gás
c) a temperatura do gás quando o volume for de 7 m³
1.2) Quando um gás recebe 1200 cal do meio externo a sua energia interna aumenta de
300 cal para 700 cal. Determine o trabalho realizado por este sistema. ( resp.: 800 cal)
13) Em um processo isobárico, quando um gás recebe 4000cal seu volume aumenta de
20m³ para 40m³ e a sua energia interna aumenta de 3000 cal. Considere 1 cal = 4J.
Determine:
a) o trabalho realizado pelo gás
b) a pressão exercida pelo gás
14) Em uma transformação cíclica ABCDA um sistema que se comporta como um gás
ideal recebe calor do ambiente, segundo o gráfico abaixo.
Calcule:
a) a variação de energia interna
b) o trabalho realizado
c) a quantidade de calor recebida
15) No estado A, um sistema, apresenta respectivamente 20N/m² e 5m³ para o a pressão
e volume. Ao evoluir isotermicamente para o estado B o volume do sistema passa a ser
8m³. Neste processo o sistema recebeu 4000J de calor do meio externo. O sistema é um
gás ideal. Determine:
a) a variação de energia interna
b) o trabalho realizado
c) o pressão no estado B
16) Um gás ideal evolui do estado designado no gráfico pelo ponto A(4,2) até o estado
representado por C(12,2) e recebe 2000 J de calor do meio externo.
Calcule:
a) o trabalho realizado pelo sistema
b) a variação de energia interna
c) a temperatura do estado final sabendo que a temperatura inicial do sistema é 27ºC.
17) Num processo termodinâmico de A para B, um sistema ganhou 800cal para a
vizinhança. Se temperatura do gás no estado A é 127ºC e do estado A para B a
pressão variou linearmente de 20N/m² para 15N/m² quando o volume aumentou de
10m3 para 30m3. Considerando o sistema mencionado como sendo um gás
ideal, determine:
a) o trabalho realizado
b) a variação de energia interna
c) a temperatura no estado B
18) Num sistema adiabático é realizado um trabalho de 400J sobre o meio externo
enquanto a sua energia interna diminui de 200J para um valor Uf. Determine:
a) a quantidade de calor trocada com o meio externo
b) a variação de energia interna
c) a energia interna final Uf.
19) Uma máquina térmica recebe por cada ciclo ABCA 600J de calor. O gráfico que a
descreve é mostrado abaixo onde cada estado é representado por A(0,1;4000),
B(0,1;8000) e C(0,1;4000). Determine:
a) o trabalho realizado
b) a quantidade de calor não utilizada pela máquina
c) o rendimento
8) Ao receber 1200 joule de calor do meio externo, um sistema termodinâmico tem a
pressão variando, do estado A para o estado B, com o volume segundo a equação
P = 2V + 10 com as unidade no S.I. Temos tA = 200K. Determine:
a) o diagrama P x V
b) o trabalho realizado pelo sistema para 5 ≤ V ≤ 15
c) a variação de energia interna
d) a temperatura no estado B
20) Um gás ideal apresenta as condições de pressão, Temperatura e volume evoluindo
do estado A para o estado B, e do estado B para o estado C conforme mostrado
abaixo: Considere TA = 200K.
I) estado A: as variáveis de estado são: po, To e Vo
II) estado B: a pressão é mantida e o volume duplicado
III) estado C: pressão é triplicada e volume reduzido à terça parte, em relação ao estado
A
Calcule a temperatura no estado B e no estado C.
21) Uma máquina térmica, operando em ciclo, retira 5000 cal de uma fonte quente e
repassa 4000 cal para uma fonte fria. Nestas condições, determine:
a) o trabalho realizado; em cal
b) o rendimento desta máquina