Lista 2 - Plato

Instituto de Física – USP
FMT159 - Termodinâmica I
2º semestre - 2007
Física Licenciatura
2a Lista de Exercícios
1) O ponto de ebulição do hélio a uma atmosfera é de 4,2 K. Qual o volume ocupado pelo hélio gasoso
proveniente de 10g de hélio líquido, sob pressão de 1 atm, na temperatura de:
a) 4,2 K
b) 293 K
(Considere 1 atm = 105 Pa)
2) Um pneu de automóvel está cheio até a pressão manométrica de 200 kPa na temperatura de 20 oC.
A pressão manométrica é a diferença entre a pressão do pneu e a pressão atmosférica. Depois de o
carro rodar a alta velocidade, a temperatura dos pneus é de 50 oC.
a) Admitindo que o volume da carcaça do pneu não se altere e que o comportamento do ar seja de
gás ideal, calcule a pressão manométrica do ar nos pneus.
b) Calcular a pressão manométrica admitindo expansão de 10% no volume da carcaça.
3) Uma bolha de ar de volume igual a 19,4 cm3 está no fundo de um lago cuja profundidade é de 41,5
m, onde a temperatura é de 3,8 oC. A bolha sobe até a superfície, que está à temperatura de 22,6 oC.
Suponha que a temperatura da bolha seja a mesma da água que a circunda e encontre seu volume
imediatamente antes de atingir a superfície.
(Considere a densidade da água igual a 1g/cm3)
4) Um recipiente de volume V = 9,0 m3 contém neônio (massa molar M = 20g/mol) à temperatura T =
300 K e à pressão P = 2,0 x 104 N/m2. Considerando R = 8,0 J/mol.K e No = 6,0 x 1023, calcule:
a) O número total N de átomos de neônio presentes no recipiente.
b) A energia cinética média <Ek> de cada átomo de neônio.
c) A energia cinética média total <> dos átomos de neônio.
d) A velocidade quadrática média vqm dos átomos de neônio.
5) Um recipiente cilíndrico, de paredes adiabáticas, é separado em duas câmaras por um pistão móvel
e adiabático, que pode se mover livremente na direção horizontal, conforme esquematizado na figura.
N2
H2
Uma das câmaras, de volume V1, mantida em uma temperatura T1 = 100 K, contém n1 = 10 moles de
H2, enquanto a outra câmara com n2 = 5,0 moles de N2, de volume V2, é mantida em uma temperatura
T2 = 280 K. Sendo a massa molar do hidrogênio MH2 = 2,0 g/mol e a massa molar do nitrogênio MN2 =
28 g/mol, determine:
a) A razão r entre as velocidades quadráticas médias das moléculas de N2 e H2.
b) A razão V1/ V2 entre os volumes das duas câmaras quando o pistão atinge sua posição de
equilíbrio.