Termodinâmica
Propaganda
Material de apoio para Aula ao Vivo Física Professor: Rodrigo Trevisano 15/12/2014 Termodinâmica 1. Um pneu de bicicleta é rapidamente inflado com ar até a pressão de 3 atm. No final do processo, a temperatura do ar no pneu é de 50º C, enquanto a temperatura ambiente é de 20º C. Considere o volume do pneu constante e o ar nele contido como um gás ideal. Calcule a pressão do ar no interior do pneu quando o equilíbrio térmico com o meio ambiente for restabelecido. 2. A figura representa uma bomba destinada a encher pneu de bicicleta. A bomba está pronta para ser utilizada: o pistão encontra-se a 45cm da extremidade inferior do êmbolo e o ar, em seu interior, está submetido à pressão total de 3,0 lbf/cm2. A bomba foi conectada a um pneu, cuja pressão interna total é de 15 lbf/cm 2. Considere isotérmico o processo de compressão do ar no êmbolo e o ar, um gás perfeito. Para que o ar comece a entrar no pneu, o pistão deverá percorrer, dentro do êmbolo, uma distância de, aproximadamente: a) 4,4 × 10-3 cm b) 15 cm c) 23 cm d) 36 cm e) 45 cm 3. A figura representa, num gráfico pressão x volume, um ciclo de um gás ideal. a) Calcule o trabalho realizado pelo gás durante este ciclo. Este conteúdo pertence ao Descomplica. É vedada a cópia ou a reprodução não autorizada previamente e por escrito. Todos os direitos reservados. Material de apoio para Aula ao Vivo Física Professor: Rodrigo Trevisano 15/12/2014 b) Calcule a razão entre a mais alta e a mais baixa temperatura do gás (em Kelvin) durante este ciclo. 4. Um gás ideal é comprimido lenta e linearmente a partir do volume inicial V 0, e pressão P0, até o volume final V0/2, conforme ilustrado no gráfico. Sabendo que a temperatura final é igual à temperatura inicial, determine em função dos dados do problema: a) a pressão final do gás; b) o calor trocado pelo gás durante o processo. 5. A figura representa num diagrama P x V, dois processo, através dos quais é possível fazer um gás perfeito evoluir entre dois estados de equilíbrio (i) e (f). Em qual deles foi maior a quantidade de calor envolvida? Justifique sua resposta. 6. Um gás ideal, inicialmente em um estado de equilíbrio termodinâmico (ponto 1 da figura) a uma temperatura T, sofre uma expansão isobárica (12), seguida de uma transformação isométrica (23), até atingir o estado de equilíbrio (ponto 3 da figura) à mesma temperatura inicial T, como ilustra o diagrama P-V a seguir: Este conteúdo pertence ao Descomplica. É vedada a cópia ou a reprodução não autorizada previamente e por escrito. Todos os direitos reservados. Material de apoio para Aula ao Vivo Física Professor: Rodrigo Trevisano 15/12/2014 a) Durante a evolução 123, o gás cedeu ou recebeu calor? Justifique sua resposta. b) Calcule essa quantidade de calor. 7. O gráfico a seguir representa dois modos de levar uma certa massa de gás ideal de uma temperatura inicial TA até uma temperatura TC. O primeiro (I) representa uma evolução a pressão constante, e o segundo (II) uma evolução a volume constante. O trabalho realizado foi igual a 80J. a) Em qual dos dois processos foi necessário ceder maior quantidade de calor à massa gasosa? Justifique sua resposta. b) Determine a quantidade de calor cedida a mais. 8. Um gás ideal realizou um ciclo termodinâmico ABCDA, ilustrado na figura. Este conteúdo pertence ao Descomplica. É vedada a cópia ou a reprodução não autorizada previamente e por escrito. Todos os direitos reservados. Material de apoio para Aula ao Vivo Física Professor: Rodrigo Trevisano 15/12/2014 a) Calcule o trabalho total realizado pelo gás no ciclo. b) Aplicando a 1a Lei da Termodinâmica ao gás no ciclo e adotando a convenção de que o calor absorvido é positivo e o calor cedido é negativo, investigue a soma do calor trocado nas diagonais, isto é, QBC+QDA , e conclua se esta soma é maior, igual ou menor que zero. Justifique sua resposta. Este conteúdo pertence ao Descomplica. É vedada a cópia ou a reprodução não autorizada previamente e por escrito. Todos os direitos reservados.
