Lista de exercicios 1

Termodin Básica
Questão 01 - (UFPel RS/2009)
De acordo a Termodinâmica considere as seguintes afirmações.
I. A equação de estado de um gás ideal, pV = nRT, determina que a pressão, o volume, a massa e
a temperatura podem assumir, simultaneamente, quaisquer valores arbitrários.
II. A pressão que um gás exerce sobre as paredes do recipiente que o contém pode ser descrita
pelas colisões contínuas das moléculas desse gás contra as paredes do recipiente.
III. A energia cinética média das moléculas de um gás depende do quadrado da temperatura
absoluta.
IV. As unidades da constante universal dos gases, R, no Sistema Internacional de Unidades (S.I.) é
dada em J/(mol K).
São falsas apenas as afirmações
a)
b)
c)
d)
e)
f)
I e III.
I, II e IV.
II e III.
I, III e IV.
II e IV.
I.R.
Questão 02 - (UEFS BA/2012)
De acordo com seus conhecimentos de termodinâmica, marque com V as verdadeiras e com F, as
falsas.
( ) A energia interna de uma dada massa de gás é função exclusiva da temperatura
termodinâmica.
( ) A área do diagrama pressão x volume representa, numericamente, o trabalho realizado por um
gás.
( ) O fenômeno de expansão adiabática, que exibe a variação da energia interna ΔU < zero, pode
ser percebido em uma bomba de ar manual quando enche uma bola de ar.
A alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo, é a
a)
b)
c)
d)
e)
FFV
VVF
FVV
FVF
VVV
Questão 03 - (UEM PR/2012)
Sobre as transformações termodinâmicas que podem ocorrer com um gás ideal confinado em um
cilindro com pistão, assinale o que for correto.
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01. Um gás ideal realiza trabalho ao se expandir, empurrando o pistão contra uma pressão externa.
02. Em uma transformação adiabática ocorre troca de calor com a vizinhança.
04. A energia interna de uma amostra de gás ideal não varia, quando este sofre uma transformação
isovolumétrica.
08. Quando o gás ideal sofre uma compressão, o trabalho é realizado por um agente externo sobre
o gás ideal.
16. O gás ideal não realiza trabalho em uma transformação isovolumétrica.
Questão 04 - (UNCISAL/2013)
Um dos principais ramos da física e da engenharia é a termodinâmica, que estuda as leis que
regem a relação entre calor, trabalho e outras formas de energia. Sobre essas leis e conceitos
relacionados à termodinâmica, julgue as afirmações a seguir como verdadeiras (V) ou falsas (F).
I.
A primeira Lei da Termodinâmica estabelece que se dois corpos estão separadamente em
equilíbrio térmico com um terceiro corpo, então esses corpos estão em equilíbrio térmico
entre si.
II. O calor específico de um corpo é a quantidade de calor que o corpo pode absorver a uma
determinada temperatura.
III. A energia interna de uma dada quantidade de gás perfeito é função exclusiva de sua
temperatura absoluta.
IV. Numa expansão adiabática, o volume aumenta, a temperatura diminui e não há troca de calor
com o meio exterior.
Assinale a opção que contém a sequência correta.
a)
b)
c)
d)
e)
V–F–F–F
V–V–V–F
V–F–F–V
F–F–V–V
F–V–V–V
Questão 05 - (UFRGS/2015)
Na figura abaixo, EH2 e EO2 e VH2 e VO2 são, respectivamente, as energias cinéticas médias e as
velocidades médias das moléculas de uma amostra de gás H2 e de outra, de gás O2, ambas em
temperatura de 27 ºC.
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Assinale a alternativa que relaciona corretamente os valores das energias cinéticas médias e das
velocidades médias das moléculas de H2 e de O2.
a)
b)
c)
d)
e)
EH2 > EO2 e VH2 > VO2.
EH2 < EO2 e VH2 < VO2.
EH2 = EO2 e VH2 > VO2.
EH2 = EO2 e VH2 = VO2.
EH2 = EO2 e VH2 < VO2.
Questão 06 - (ACAFE SC/2015)
Terapia com aerossol está sendo cada vez mais recomendada por pediatras para tratar de
problemas associados à inflamação do trato respiratório uma vez que, através do processo de
nebulização (produção de gotinhas minúsculas), ela permite administração direcionada de
medicamentos. Ao pressionar um aerossol o medicamento em forma de gás sai, sentimos um
abaixamento na temperatura do frasco. Este resfriamento é explicado pelas leis da Termodinâmica.
A alternativa correta que explica esse abaixamento de temperatura é:
a) O gás sofre uma expansão rápida, adiabática. Ao realizar trabalho para se expandir, gasta sua
energia interna abaixando sua temperatura.
b) Ao apertarmos a válvula é realizado um trabalho sobre o gás e, de acordo com a 1ª Lei da
Termodinâmica, o trabalho realizado tem sinal positivo, logo, devido ao sinal negativo da
equação, indica um abaixamento de temperatura.
c) A temperatura de um gás está relacionada ao número de moléculas que possui. Abrindo a
válvula e perdendo moléculas, o gás perde também temperatura.
d) A abertura da válvula permite a troca de calor com o ambiente. O calor do gás sai pela
válvula, reduzindo sua temperatura.
Questão 07 - (UEG GO/2016)
A energia interna de um gás perfeito (gás ideal) tem dependência somente com a temperatura. O
gráfico que melhor qualifica essa dependência é
a)
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b)
c)
d)
Questão 08 - (ESCS DF/2015)
A figura acima ilustra um diagrama P ⋅ V de uma máquina térmica. Considerando que n moles de
um gás monoatômico ideal percorre o ciclo IJKL nesse diagrama, assinale a opção correta.
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a) O trabalho realizado pela máquina térmica em questão em um ciclo completo é igual a 2,5 ⋅
104 J.
b) A variação da energia interna em um ciclo completo é igual a 5,0 ⋅ 104 J.
c) Se a temperatura do gás em I for igual a T0, a temperatura do gás em K será igual a 2T0.
d) No trecho de I para J, não há perda de calor.
Questão 09 - (FUVEST SP/2015)
Certa quantidade de gás sofre três transformações sucessivas, A→B, B→C e C→A, conforme o
diagrama p-V apresentado na figura abaixo.
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A respeito dessas transformações, afirmou-se o seguinte:
I. O trabalho total realizado no ciclo ABCA é nulo.
II. A energia interna do gás no estado C é maior que no estado A.
III. Durante a transformação A → B, o gás recebe calor e realiza trabalho.
Está correto apenas o que se afirma em
Note e adote:
o gás deve ser tratado com ideal;
a transformação B → C é isotérmica.
a) I
b) II
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c) III
d) I e II
e) II e III
Questão 10 - (UEL PR/2015)
Analise o gráfico a seguir, que representa uma transformação cíclica ABCDA de 1 mol de gás
ideal.
!
a) Calcule o trabalho realizado pelo gás durante o ciclo ABCDA.
b) Calcule o maior e o menor valor da temperatura absoluta do gás no ciclo (considere
!
).
Justifique sua resposta apresentando todos os cálculos realizados.
Questão 11 - (UEPG PR/2015)
O termo termodinâmica deriva de palavras gregas que significam movimento de calor. Sobre a
termodinâmica, assinale o que for correto.
01. Quando o calor flui para um sistema ou para fora dele, o sistema ganha ou perde uma
quantidade de energia igual à quantidade de calor transferido.
02. Quando um gás é comprimido num processo adiabático, trabalho é realizado sobre o sistema,
sua energia interna e temperatura aumentam. Porém, se o sistema é que realiza trabalho, sua
energia interna diminui e consequentemente ocorre seu resfriamento.
04. As variáveis de estado, pressão, volume e temperatura descrevem os estados de equilíbrio de
um sistema. Calor e trabalho são quantidades de energia que podem ser convertidas uma na
outra.
08. Numa transformação isométrica, a variação de energia interna é igual ao calor trocado com a
vizinhança, portanto, essa transformação não realiza trabalho.
16. Um sistema que receba calor sempre executa trabalho, pois calor e trabalho constituem formas
idênticas de energia.
Questão 12 - (UERN/2015)
O gráfico representa um ciclo termodinâmico:
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!
Os trabalhos realizados nas transformações AB, BC, CD e DA são, respectivamente:
a)
b)
c)
d)
Negativo, nulo, positivo e nulo.
Positivo, nulo, negativo e nulo.
Positivo, negativo, nulo e positivo.
Negativo, negativo, nulo e positivo.
Questão 13 - (UERN/2015)
Num sistema termodinâmico um gás ideal, ao receber 300 J do meio externo, realiza um trabalho
de 200 J.
É correto afirmar que
a)
b)
c)
d)
a transformação é adiabática.
a temperatura do sistema aumentou.
o volume do gás permanece constante.
a variação de energia interna é negativa.
Questão 14 - (UFJF MG/2015)
Em um experimento controlado em laboratório, uma certa quantidade de gás ideal realizou o ciclo
ABCDA, representado na figura abaixo.
!
Nessas condições, analise as afirmativas, a seguir, como verdadeiras (V) ou falsas (F).
(01) No percurso AB, o trabalho realizado pelo gás é igual a 6 102 J.
(02) No percurso BC, o trabalho realizado é nulo.
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(04) No percurso CD, ocorre diminuição da energia interna.
(08) Ao completar cada ciclo, o trabalho líquido é nulo.
(16) Utilizando-se esse ciclo em uma máquina, de modo que o gás realize quatro ciclos por
segundo, a potência dessa máquina será igual a 12 102 W.
Dê como resposta a soma dos números que precedem as afirmativas verdadeiras.
a)
b)
c)
d)
e)
08
09
11
23
24
Questão 15 - (IFSC/2015)
O gráfico a seguir representa a transformação gasosa sofrida por um gás, quando passa do estado
A para o estado C, passando também pelo estado B. Admitindo o gás como ideal e tendo o gráfico
como base, assinale no cartão-resposta a soma da(s) proposição(ões) CORRETA(S).
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01. De A para B, o gás sofre uma transformação isobárica, na qual quantidade de calor trocado é
maior que o trabalho associado a esta transformação.
02. O trabalho realizado de A para C é de 1,4 102J.
04. A temperatura absoluta do gás no estado A é o dobro da temperatura no estado C e metade da
temperatura no estado B.
08. Admitindo que na transformação de A para C o gás cede uma quantidade de calor igual a
120J, a sua energia interna varia em –310J.
16. O fato de a pressão diminuir do estado A para o estado C é consequência de um vazamento de
gás para o meio externo.
32. A transformação de B para C é uma adiabática, pois a temperatura diminuiu devido à energia
gasta na forma de trabalho pelo gás.
Questão 16 - (UECE/2015)
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Do ponto de vista da primeira lei da termodinâmica, o balanço de energia de um dado sistema é
dado em termos de três grandezas:
a)
b)
c)
d)
trabalho, calor e densidade.
trabalho, calor e energia interna.
calor, energia interna e volume.
pressão, volume e temperatura.
Questão 17 - (UNIMONTES MG/2015)
Considere as seguintes afirmativas sobre o ciclo fechado realizado por um gás representado no
diagrama PV da figura abaixo.
I. A variação da energia interna no ciclo a! b! c! a é nula.
II. A variação da energia interna ao longo do caminho a! b! c é maior que ao longo do caminho
a! c.
III. O trabalho feito pelo gás no caminho a! b! c é menor que o trabalho feito pelo gás no
caminho a! c.
!
Está(ão) CORRETA(s) a(s) afirmativa(s)
a)
b)
c)
d)
I e II, apenas.
I e III, apenas.
III, apenas.
II, apenas.
Questão 18 - (UDESC/2015)
Em um laboratório de física são realizados experimentos com um gás que, para fins de análises
termodinâmicas, pode ser considerado um gás ideal. Da análise de um dos experimentos, em que o
gás foi submetido a um processo termodinâmico, concluiu-se que todo calor fornecido ao gás foi
convertido em trabalho.
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Assinale a alternativa que representa corretamente o processo termodinâmico realizado no
experimento.
a)
b)
c)
d)
e)
processo isovolumétrico
processo isotérmico
processo isobárico
processo adiabático
processo composto: isobárico e isovolumétrico
Questão 19 - (IFGO/2014)
Considerando duas expansões gasosas ideais, uma isobárica e outra adiabática, é correto afirmar
que:
a)
b)
c)
d)
e)
Na expansão isobárica, haverá uma redução da energia interna do gás.
Na expansão adiabática, o volume e a temperatura sofrem redução.
Em ambas as expansões, a temperatura sofre aumento.
Na expansão adiabática, não há trocas de calor e a energia interna do gás sofre redução.
Na expansão adiabática, o produto da pressão pelo volume se mantém constante.
Questão 20 - (ESCS DF/2014)
!
O gráfico acima mostra a transformação sofrida por um mol de um gás monoatômico ideal. Com
base nesse gráfico e considerando a constante universal dos gases R = 8,31 J/mol ⋅ K, assinale a
opção correta.
a)
b)
c)
d)
O trabalho realizado pelo referido gás na transformação de A para B é maior que 3,5 ⋅ 105 J.
O processo sofrido por esse gás, ao ir do estado A para o estado B, é isotérmico.
A quantidade de calor absorvida pelo gás, nesse processo, foi superior a 4,0 ⋅ 105 J.
A energia interna do gás ideal aumenta, mas sua temperatura não.
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GABARITO:
1) Gab: A
2) Gab: B
3) Gab: 25
4) Gab: D
5) Gab: C
6) Gab: A
7) Gab: A
8) Gab: A
9) Gab: E
10) Gab:
a) O trabalho no ciclo ABCDA não é nulo somente ao longo das transformações isobáricas,
sendo igual à soma dos trabalhos de cada segmento do ciclo. Desse modo,
τBC = pΔV = 15 ⋅ (6 – 2)J = 60J
enquanto
τDA = 5 ⋅ (2 – 6)J = –20J
sendo o valor do trabalho no ciclo
Δτ = 40 J
que também corresponde à área do retângulo que define o ciclo.
b) A equação de estado de um gás ideal é dada por
pV = nRT
Para 1 mol de um gás ideal, tem-se
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!
de onde segue que o maior valor da temperatura é
!
enquanto o menor valor é
!
11) Gab: 14
12) Gab: B
13) Gab: B
14) Gab: D
15) Gab: 13
16) Gab: B
17) Gab: A
18) Gab: B
19) Gab: D
20) Gab: C
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