Física – 10 Questões [Difícil]

Física – 10 Questões [Difícil]
01 - (UFV MG)
Um líquido encontra-se, inicialmente, à temperatura To, pressão Po e volume V o, em um recipiente
fechado e isolado termicamente do ambiente, conforme ilustra a figura ao lado. Após se acionar um
agitador, imerso no líquido, verifica-se que a temperatura do líquido aumenta para um valor T. São
desprezíveis as capacidades térmicas do calorímetro, do termômetro e do agitador. Supondo
constante o calor específico c do líquido no intervalo de temperatura considerado, o módulo do
trabalho realizado pelo agitador sobre o líquido terá sido, aproximadamente:
a)
b)
c)
d)
e)
m c (TTo)
Po V o
Po V o m c (TTo)
m c (TTo) / Po V o
Po V o / m c (TTo)
02 - (UFJF MG)
Assinale a alternativa que explica, com base na termodinâmica, um ciclo do funcionamento de um
refrigerador:
a) remove uma quantidade de calor Q 1 de uma fonte térmica quente à temperatura T1, realiza um
trabalho externo W e rejeita uma quantidade de calor Q 2 para uma fonte térmica fria à
temperatura T2, com T1 >T2 ;
b) remove uma quantidade de calor Q 1 de uma fonte térmica quente à temperatura T1 e rejeita a
quantidade de calor Q1 para uma fonte térmica fria à temperatura T2, com T1>T2;
c) remove uma quantidade de calor Q 1 de uma fonte térmica fria à temperatura T1, recebe o
trabalho externo W e rejeita uma quantidade de calor Q 2 para uma fonte térmica quente à
temperatura T2, com T1 <T2 ;
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d) remove uma quantidade de calor Q 1 de uma fonte térmica fria à temperatura T1 e rejeita a
quantidade de calor Q1 para uma fonte térmica quente à temperatura T2, com T1 <T2.
03 - (UCS RS)
Quando foi acionado o botão LIGAR de um determinado aparelho eletrodoméstico, alimentado à
bateria, no inverno, não houve resposta. Entretanto, quando submetido a uma seqüência de
pontapés, ele funcionou. Associando conceitos de mecânica, à primeira lei da termodinâmica e à
teoria da condução elétrica, se o processo ocorreu sem trocas de calor e houve conversão total do
trabalho dos pontapés em energia interna do eletrodoméstico, é correto afirmar que o problema
era
a) a presença de muitos materiais isolantes elétricos no circuito, que aumentam em quantidade
com o frio e diminuem com o calor, portanto, a energia mecânica dos pontapés os converteu
em condutores e a corrente se estabeleceu.
b) a bateria descarregada, mas a energia mecânica dos pontapés, aumentando a energia interna,
colocou novamente os elétrons em movimento de corrente elétrica o que ajudou a recarregar a
própria bateria.
c) a ausência de contato entre os condutores, que tiveram seu comprimento reduzido pela
diminuição da temperatura, mas o aumento da energia inte rna pelos pontapés provocou a
dilatação dos condutores e o restabelecimento do contato.
d) a inércia da massa dos elétrons dentro do circuito, a qual aumenta com o frio, mas a conversão
total do trabalho dos pontapés em energia interna diminuiu a inércia e facilitou a circulação da
corrente.
e) a força de atrito estático dos elétrons dentro do condutor, mas, com a entrada da energia
mecânica dos pontapés, o atrito estático foi convertido em atrito cinético mais fraco, que
permitiu aos elétrons entrarem em movimento.
04 - (ITA SP)
Certa quantidade de oxigênio (considerado aqui como gás ideal) ocupa um volume v i a uma
temperatura Ti e pressão pi. A seguir, toda essa quantidade é comprimida, por meio de um processo
adiabático e quase estático, tendo reduzido o seu volume para v f  vi / 2 .
Indique o valor do trabalho realizado sobre esse gás.



5
W  p v 2
2

 1
a)
W
b)
W
c)
3
p i v i  20,7  1
2
5
p i v i  20,7  1
2
i
i
0, 4




d)
W
3
p i v i  21,7  1
2
e)
W
5
p i v i  21,4  1
2
2
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05 - (ITA SP)
Uma máquina térmica opera segundo o ciclo JKLMJ mostrado no diagrama T-S da figura.
Pode-se afirmar que
a) o processo JK corresponde a uma compressão isotérmica.
b) o trabalho realizado pela máquina em um ciclo é W = (T2 – T1)(S2 – S1).
c) o rendimento da máquina é dado por   1
T2
T1
.
d) durante o processo LM uma quantidade de calor QLM = T1(S2 – S1) é absorvida pelo sistema.
e) outra máquina térmica que opere entre T2 e T1 poderia eventualmente possuir um rendimento
maior que a desta.
06 - (UFV MG)
A figura abaixo ilustra um processo termodinâmico em um gás. Sabendo que durante o processo
ABC a variação da energia interna do gás foi igual a U e que o trabalho realizado pelo gás no
processo BC foi igual a W, então a quantidade de calor transferida ao gás no processo ABC foi:
a)
b)
c)
d)
U + V A (PA – PC) + W
U + PA (V B – V A) − W
U + V C (PA – PC) + W
U + PA (V B – V A) + W
07 - (UFV MG)
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Com relação à variação de entropia S de um sistema isolado, é CORRETO afirmar que:
a)
b)
c)
d)
se o processo for irreversível, então, S = 0.
se o processo for reversível, então, S = 0.
se o processo for reversível, então, S > 0.
se o processo for irreversível, então, S < 0.
08 - (UNIOESTE PR)
Um máquina térmica opera segundo o ciclo abca representado na figura.
Analisando as afirmações seguintes e considerando que a energia interna é função exclusiva da
temperatura, assinale a alternativa correta.
I.
II.
III.
IV.
V.
A transformação bc é, com certeza, isotérmica.
O trabalho realizado na transformação ab é 24 J.
Na transformação ca a energia interna diminui.
Em um ciclo a máquina retira 24 J de calor da fonte fria.
Na transformação bc a máquina rejeita 48 J de calor na fonte quente.
a)
b)
c)
d)
e)
As afirmativas I, II, III e IV são verdadeiras.
A afirmativa III é falsa.
A afirmativa IV é falsa.
A afirmativa V é falsa.
Apenas a afirmativa I é falsa.
09 - (UPE)
Uma máquina térmica opera de acordo com o ciclo dado pela figura a seguir, onde possui duas
curvas adiabáticas, AB e CD. De B para C, o calor é absorvido da fonte quente. Considerando que o
gás utilizado pela máquina é ideal, assinale a alternativa que mostra o rendimento dessa máquina.
Informações:

Cp
Cv
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a)
 V   V
 C    B
1   V0   V0
1 
VC VB



V0 V0

b)
 V   V  
 C    B  
  V0   V0  
1   

VC VB





V0 V0


c)

VC VB


V0 V0
1
1 
  V   V
C 
 B
 
  V
V
0


 0

d)

VC VB



V0 V0
1  

  VC   VB
 
 
 
  V0   V0
e)
1

 
 
 








 
 
 

 



 
 
 

 

 VC

V
 0

  VB
 
 V
  0





TEXTO: 1 - Comum à questão: 10
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10 - (UFCG PB)
Pretende-se utilizar em sondas espaciais uma máquina térmica inventada no século XIX por Stirling e
que, nas condições de trabalho, é a que maior aproximação tem com o rendimento da máquina de
Carnot. O desenho mostra os diagramas PV e TS (Temperatura x Entropia) para um ciclo do seu
funcionamento ideal. Suponha que um gás ideal seja a substância de trabalho do sistema.
Em relação a essa máquina térmica, pode-se afirmar, EXCETO, que
a) na transformação 2  3 há transferência de energia, por calor, da vizinhança para o sistema.
b) a diminuição da entropia (S) do sistema durante a transformação 4  1 significa que há
transferência de energia, por calor, da vizinhança para o sistema.
c) pode-se afirmar com segurança que, no diagrama PV, a transformação 3  4 é isotérmica.
d) a energia interna do sistema aumenta na transformação 2  3.
e) as quantidades de energia trocadas, por calor, nas transformações 2  3 e 4  1 são iguais.
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GABARITO:
6) Gab: D
1) Gab: A
7) Gab: B
2) Gab: C
8) Gab: E
3) Gab: C
9) Gab: A
4) Gab: C
10) Gab: B
5) Gab: B
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