1º Lei da Termodinâmica

Erval Oliveira
ALUNO (a): ____________________________________________
!º Lei da Termodinâmica – EXERCÍCIOS
1º) O gráfico abaixo representa a variação de energia interna
de 1 mol de determinado gás, a volume constante, em função
da sua temperatura. A variação de energia interna, a
quantidade de calor absorvida e o trabalho realizado pelo gás
são, respectivamente:
a. 3,0 kcal, 2,0 kcal, nulo
b. 2,0 kcal, 2,0 kcal, 4,18 J
c. 2,0 kcal, 2,0 kcal, nulo
d. 2,0 kcal, 3,0 kcal, 4,18 J
2º) Observa-se, ao girar um misturador no interior de um
líquido contido em um recipiente isolado termicamente
das vizinhanças, que a sua temperatura aumenta.
Afirmamos que:
I - A energia interna do líquido aumenta.
II - Ao girar o misturador no sentido contrário, a sua
temperatura diminui.
III - Ao girar o misturador em qualquer sentido, o calor do
líquido aumenta.
Assinale a alternativa correta:
a. apenas II e III são verdadeiras
b. apenas I e III são verdadeiras
c. apenas I é verdadeira
d. todas são verdadeiras
e. apenas I e II são verdadeiras
3º) Considere as afirmativas abaixo, relacionadas às
transformações de um gás ideal mostradas na figura:
I - Na transformação ac, o sistema realiza trabalho e recebe
calor.
II - As transformações ac e bc têm a mesma variação de
energia interna..
III - Na transformação bc, o trabalho é nulo e o sistema cede
calor à vizinhança.
Entre as alternativas seguintes, a opção correta é:
a. apenas I e III são verdadeiras
b. apenas II e III são verdadeiras
c. todas são verdadeiras
d. apenas I e II são verdadeiras
e. todas são falsas
4º) Um inventor afirma que construiu uma máquina que extrai
Q1 = 25x106 cal de uma fonte à temperatura de 600K e que
rejeita Q2 = 10x106 cal para uma fonte à temperatura de
300K.
a. Determine o rendimento dessa máquina com base
nos valores de Q1 e Q2.
b. Determine o rendimento dessa máquina com base
no princípio de Carnot (2a. lei da termodinâmica).
c. Explique se é viável investir na construção dessa
máquina.
5º) Uma certa massa de um gás ideal sofre as
transformações representadas na figura abaixo, sendo a
temperatura, em A, igual a 300K. Dado R=8,31 J/mol K.
a.
b.
c.
d.
e.
Qual é o número de moles contidos nessa massa
gasosa?
Calcule a temperatura correspondente ao ponto B.
Como se denomina a transformação
correspondente à passagem de B a C?
Qual é o trabalho global contra o meio externo?
Na transformação C a D, a energia interna cresce
ou decresce? Por quê?
6º) Um gás perfeito descreve o ciclo ABCDA como
indica a figura abaixo. P (Pa)
sob pressão média de 1000N/m2 até que o volume atinja o
valor de 0,20 litros. A variação da energia interna do gás, em
J, durante a compressão é
a. 1,8
b. 2,0
c. 200
d. 1800
e. 2000
Calcule para o ciclo: o trabalho, o calor e a variação da
energia interna.
7º)Um botijão contém gás sob alta pressão. Ao abrir-se a
válvula desse botijão, o gás escapa rapidamente para a
atmosfera.
1. EXPLIQUE por que, nessa situação, o processo pode ser
considerado adiabático.
2. Considerando a situação descrita, RESPONDA:
A) o trabalho realizado pelo gás foi positivo, negativo ou
nulo? JUSTIFIQUE sua resposta.
B) durante todo o processo, a temperatura do gás que
permanece dentro do botijão aumenta, diminui ou
permanece a mesma? JUSTIFIQUE sua resposta
8º) Uma porção de gás ideal está contida num cilindro com
pistão móvel, conforme representa a figura abaixo.
Supondo-se que o deslocamento do pistão da posição 1 para
a posição 2 representa uma transformação adiabática e que
a variação de volume durante o deslocamento do pistão é de
0,50m3, sob pressão média de 100N/m2, pode-se concluir
que
a. o gás esfria e sua energia interna diminui de 50J.
b. o gás esfria e sua energia interna diminui de 100J.
c. o gás aquece e sua energia interna aumenta de
50J.
d. o gás aquece, mas a quantidade de energia interna
não se altera.
e. a temperatura do gás não varia.
9º) Um determinado gás encontra-se dentro de um cilindro
com pistão. Ele sofre aumento de temperatura quando
submetido a uma
a. expansão isotérmica.
b. expansão adiabática.
c. compressão isobárica.
d. compressão isotérmica.
e. compressão adiabática.
10º) Um cilindro com pistão, de volume igual a 2,0 litros,
contém um gás ideal. O gás é comprimido adiabaticamente
11º) O mesmo número de mols de dois gases ideais
monoatômicos 1 e 2 são submetidos a um processo de
aquecimento, sofrendo a mesma variação de temperatura.
No caso do gás 1, ao longo do processo, seu volume
permaneceu constante; no caso do gás 2, a pressão não
variou. Sendo Q1, W1 e
o calor recebido, o trabalho
realizado e a variação da energia interna referentes ao gás 1,
respectivamente, e Q2, W2 e
para o gás 2, é correto afirmar:
, as mesmas grandezas
a.
=
; W1=0; Q1 > Q2
b.
=
; W1=0; Q1 < Q2
c.
<
; W1=0; Q1 < Q2
d.
=
; W2=0; Q1 > Q2
e.
>
; W2=0; Q1 = Q2
12º) Observe as informações e assinale a opção correta:
I. Um gás ideal submetido a uma transformação em que seu
volume permanece constante não realiza trabalho durante tal
transformação.
II. A compressão rápida de um gás, como a que se observa
no enchimento de um pneu de bicicleta com uma bomba
manual, provoca uma elevação da temperatura desse gás.
III. Se duas amostras de mesma massa, mas de materiais
diferentes, recebem iguais quantidades de calor, sem que
haja qualquer mudança de fase, acusará maior variação de
temperatura aquela que tiver o menor calor específico.
a. se apenas as afirmativas I e II forem falsas
b. se apenas as afirmativas II e III forem falsas
c. se apenas as afirmativas I e III forem falsas
d. se todas forem verdadeiras
e. se todas forem falsas
13º) Sobre as transformações sofridas por uma amostra de
gás ideal, é CORRETO afirmar:
a. Em qualquer aumento de volume, há aumento da
energia interna.
b. Ocorrendo aumento de pressão, forçosamente o
volume diminui.
c. Em uma transformação adiabática, não é possível
haver variação de volume.
d. Sempre ocorre troca de calor com a vizinhança em
uma transformação isotérmica.
e. À pressão constante, aumento de temperatura
implica diminuição de volume.
14º) Uma amostra de gás ideal sofre as transformações
mostradas no diagrama pressão x volume ilustrado abaixo.
Sabe-se que a linha AC é uma isoterma.
a.
b.
c.
d.
e.
adiabática
isobárica
isotérmica
isocórica
isostática
17º) O gráfico abaixo ilustra o comportamento de duas
amostras de gás ideal (rotuladas amostra I e amostra II),
ambas compostas pelo mesmo tipo de molécula, quando
submetidas a transformações isovolumétricas.
Observe-o bem e analise as afirmativas abaixo, apontando a
opção CORRETA:
a. Na transformação AÕ B a temperatura da amostra
aumenta.
b. O trabalho feito pelo gás no ciclo AÕ BÕ CÕ A é
positivo.
c. O trabalho realizado pelo gás na etapa AÕ B foi de
9 J.
d. No decorrer da transformação CÕ A, quando a
pressão for de 3 N/m2, o volume será de 4,5 m3.
e. A energia interna da amostra diminui ao longo da
transformação AÕ B.
15º) Uma amostra de gás ideal sofre as transformações
mostradas no diagrama pressão x volume, ilustrado abaixo.
Observe-o bem e analise as afirmativas abaixo, apontando a
opção CORRETA:
a. A transformação AB é isobárica e a transformação
BC, isométrica.
b. O trabalho feito pelo gás no ciclo ABCA é positivo.
c. Na etapa AB, o gás sofreu compressão e, na etapa
BC, sofreu expansão.
d. O trabalho realizado sobre o gás na etapa CA foi de
8 J.
e. A transformação CA é isotérmica.
16º) A figura ao lado representa um gás contido em um
cilindro cuja parte superior é vedada por um êmbolo que
pode deslizar, sem atrito, para cima e para baixo, ao longo
das paredes do cilindro. Sobre o êmbolo está um objeto de
massa constante. Se esse sistema for aquecido lentamente,
a transformação a que ele será submetido é:
Com base nele, é CORRETO afirmar que:
a. se os volumes das duas amostras são iguais, a
amostra I tem mais massa do que a amostra II.
b. se as massas das duas amostras são iguais, o
volume da amostra I deve ser maior do que o
volume da amostra II.
c. tanto a amostra I quanto a amostra II realizam
trabalho sobre o ambiente quando a temperatura
aumenta.
d. para as duas amostras, quanto maior a temperatura
menor a pressão.
e. para as duas amostras, vale a afirmação de que a
variação da energia interna ocorrida com o
aumento da temperatura é menor que o calor
recebido do meio externo.