1ª Lista de exercícios do 3º ano do E

1ª Lista de exercícios do 3º ano do E.M. – 4º bimestre
Física C – Prof. Marco Antônio
(TERMODINÂMICA)
1. (PUC) A temperatura de um gás é
diretamente proporcional à energia cinética das
suas partículas. Portanto, dois gases A e B, na
mesma temperatura, cujas partículas tenham
massas na proporção de m A /m B =4/1, terão as
energias cinéticas médias das suas partículas
na proporção Ec A /Ec B igual a
a) ¼
b) ½
c) 1
d) 2
e) 4
2. (UNESP) Um pistão com êmbolo móvel
contém 2 mols de O‚ e recebe 581J de calor. O
gás sofre uma expansão isobárica na qual seu
volume aumentou de 1,66L, a uma pressão
constante de 10 5 N/m². Considerando que
nessas condições o gás se comporta como gás
ideal, utilize R = 8,3 J/mol.K e calcule
a) a variação de energia interna do gás.
b) a variação de temperatura do gás.
3. (UNESP) A energia interna U de uma certa
quantidade de gás, que se comporta como gás
ideal, contida em um recipiente, é proporcional
à temperatura T, e seu valor pode ser calculado
utilizando a expressão U=12,5T. A temperatura
deve ser expressa em kelvins e a energia, em
joules. Se inicialmente o gás está à
temperatura T=300 K e, em uma transformação
a volume constante, recebe 1250J de uma
fonte de calor, sua temperatura final será
a)200K. b)300K. c)400K. d)600K. e)800K.
18. (UFPE) Um cilindro de 20cm² de seção reta
contém um gás ideal comprimido em seu
interior por um pistão móvel, de massa
desprezível e sem atrito. O pistão repousa a
uma altura h 0 =1,0m. A base do cilindro está
em contato com um forno, de forma que a
temperatura do gás permanece constante.
Bolinhas
de
chumbo
são
lentamente
depositadas sobre o pistão até que o mesmo
atinja a altura h=80 cm. Determine a massa de
chumbo, em kg, que foi depositado sobre o
pistão. Considere a pressão atmosférica igual a
1atm.
4. (UFPE) Uma caixa cúbica metálica e hermeticamente
fechada, de 4,0 cm de aresta, contém gás ideal à
temperatura de 300K e à pressão de 1atm. Qual a
variação da força que atua em uma das paredes da
caixa, em N, após o sistema ser aquecido para 330K e
estar em equilíbrio térmico? Despreze a dilatação térmica
do metal.
5. (FATEC) Um gás ideal sofre transformações segundo
o ciclo dado no esquema p x V a seguir.
O trabalho total no ciclo ABCA é
a) igual a -0,4J, sendo realizado sobre o gás.
b) igual a -0,8J, significando que o gás está perdendo
energia.
c) realizado pelo gás, valendo + 0,4 J.
d) realizado sobre o gás, sendo nulo.
e) nulo, sendo realizado pelo gás.
6. (FATEC) Um sistema termodinâmico realiza o ciclo
ABCA representado a seguir.
O trabalho realizado pelo sistema no ciclo vale, em
joules:
a)2,5×10 5 b)4,0×10 5 c)3,0×10 5 d)5,0×10 5 e)2,0×10 5
7. (UNESP) Um recipiente contendo um certo
gás tem seu volume aumentado graças ao
trabalho de 1664J realizado pelo gás. Neste
processo, não houve troca de calor entre o gás,
as paredes e o meio exterior. Considerando
que o gás seja ideal, a energia de 1mol desse
gás e a sua temperatura obedecem à relação
U=20,8T, onde a temperatura T é medida em
kelvin e a energia U em joule. Pode-se afirmar
que nessa transformação a variação de
temperatura de um mol desse gás, em kelvin,
foi de:
a) 50. b) - 60.
c) - 80.
d) 100.
e) 90.
8.
(UFRS)
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, pode-se afirmar que a
variação de sua energia interna é de
a)100J. b)150J. c)250J. d)350J. e)400J.
9. (UFRJ) Considere uma certa massa de um
gás ideal em equilíbrio termodinâmico. Numa
primeira experiência, faz-se o gás sofrer uma
expansão isotérmica durante a qual realiza um
trabalho W e recebe 150J de calor do meio
externo. Numa segunda experiência, faz-se o
gás sofrer uma expansão adiabática, a partir
das mesmas condições iniciais, durante a qual
ele realiza o mesmo trabalho W.
Calcule a variação de energia interna  U do
gás nessa expansão adiabática.
b) não troca energia na forma de calor com o meio
exterior.
c) não troca energia na forma de trabalho com o meio
exterior.
d) a energia recebida pelo gás na forma de calor é igual
à variação da energia interna do gás.
e) o trabalho realizado pelo gás é igual à variação da
energia interna do gás.
12. (UFAL) Um gás recebe um trabalho de 2100J,
sofrendo uma transformação isotérmica. Sendo o
equivalente mecânico do calor igual a 4,2J/cal, esse gás
deve ter cedido uma quantidade de calor, em calorias,
igual a
a)5,0.10² b)1,1.10³ c)2,1.10³ d)4,2.10³ e)8,8.10³
13. (UFV) A seguir, são apresentadas algumas
informações
importantes
acerca
de
processos
termodinâmicos envolvendo um determinado gás ideal.
- A energia interna (U) do gás depende unicamente de
sua temperatura absoluta (T).
- A variação da energia interna (  U) do gás pode ser
dada por  U=Q-W, onde Q é a quantidade de calor
absorvida ( ou cedida) pelo gás e W o trabalho realizado
por ele (ou sobre ele).
- O trabalho realizado pelo gás ao se expandir é
numericamente igual à área sob a curva no
correspondente diagrama Pressão versus Volume.
Analise agora a seguinte situação:
Um gás ideal de n moles encontra-se no estado
termodinâmico 1. A partir desse estado, pode passar a
um dos dois estados 2 ou 3, por transformação
isovolumétrica ou isobárica, absorvendo, do meio
externo, respectivamente, 1200cal ou 2000cal. O
diagrama abaixo ilustra essas transformações, bem
como uma possível expansão isotérmica do gás entre os
estados 2 e 3, ao longo de uma curva abaixo da qual a
área corresponde a 1100cal.
Utilizando as informações e os dados fornecidos,
complete os quadros em branco da tabela seguinte,
 U,
apresentando os valores de Q, W e
correspondentes a cada uma das transformações
citadas.
10. (UNESP) Um gás, que se comporta como
gás ideal, sofre expansão sem alteração de
temperatura, quando recebe uma quantidade
de calor Q = 6 J.
a) Determine o valor  E da variação da
energia interna do gás.
b) Determine o valor do trabalho T realizado
pelo gás durante esse processo.
11. (UFSM) Quando um gás ideal sofre uma
expansão isotérmica,
a) a energia recebida pelo gás na forma de
calor é igual ao trabalho realizado pelo gás na
expansão.
14. (UFSM) Um gás ideal sofre uma transformação:
absorve 50cal de energia na forma de calor e expandese realizando um trabalho de 300J. Considerando
1cal=4,2J, a variação da energia interna do gás é, em J,
de
a) 250 b) -250 c) 510
d) -90
e) 90
15. (UFES) Considere uma garrafa térmica
fechada com uma certa quantidade de água em
seu interior. A garrafa é agitada fortemente por
um longo período de tempo. Ao final desse
período pode-se dizer que a temperatura da
água
a) aumenta, pois o choque entre as moléculas
gera calor.
b) aumenta, pois o ato de chacoalhar aumenta
a energia interna da água.
c) aumenta, pois o trabalho vai ser
transformado em calor.
d) diminui, pois a parede interna da garrafa
térmica vai absorver o calor da água.
e) permanece constante, pois a garrafa térmica
não permite troca de calor.
GABARITO
1. C
2. a) 415J
b) 10K ou 10°C
3. C 4. 5 Kg 5. 16N
8. B 9. -150J
12. A
13.
14. D
15. B
10. a)
6. A
E=0
7. D
b) T = 6J
11. A