Termodinâmica

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Lista de Exercícios
Física
Professor: Rodrigo Trevisano
15/12/2014
Termodinâmica
1. Uma certa quantidade de gás oxigênio submetido a baixas pressões e altas temperaturas, de
tal forma que o gás possa ser considerado ideal, sofre uma transformação A  B, conforme
mostra o diagrama pressão × volume.
a) Calcule o módulo do trabalho realizado sobre o gás, nessa transformação.
b) Esboce o diagrama pressão × temperatura absoluta (P×T), assinalando os estados A e B.
2. Um mol de um gás ideal encontra-se em equilíbrio termodinâmico numa temperatura T0. Cedese a este gás uma certa quantidade de calor Q. Se o aquecimento for a volume constante (figura
1), ele atingirá uma temperatura T1. Se o aquecimento for à pressão constante (figura 2), ele
atingirá uma temperatura T2.
Compare T1 e T2 e verifique se T1<T2, T1=T2 ou T1>T2. Justifique sua resposta.
3. Um recipiente com capacidade constante de 30 L contém 1 mol de um gás considerado ideal,
sob pressão P0 igual a 1,23 atm. Considere que a massa desse gás corresponde a 4,0 g e seu
calor específico, a volume constante, a 2,42 cal. g-1.°C-1. Calcule a quantidade de calor que deve
ser fornecida ao gás contido no recipiente para sua pressão alcançar um valor três vezes maior
do que P0.
4. Um gás ideal em equilíbrio termodinâmico está armazenado em um tubo cilíndrico fino de altura
L=10 cm e área transversal A=1,0 cm2, provido de um êmbolo móvel perfeitamente ajustado às
paredes do tubo. Suponha que a massa do conjunto móvel composto por êmbolo, haste e suporte
seja desprezível e, portanto, a pressão no interior do tubo seja inicialmente igual a pressão
atmosférica, p=1,0 x 105 N/m2.
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Professor: Rodrigo Trevisano
15/12/2014
Uma massa m=0,5 kg é então colocada sobre o suporte (veja a figura). Sob ação do peso da
massa m, o êmbolo desce uma altura x, em que o gás volta a atingir o equilíbrio termodinâmico
com a mesma temperatura do estado inicial. Suponha que a aceleração da gravidade seja g=10
m/s2.
5. Seja um balão A que tem o quádruplo da capacidade de um balão B (ver figura).
Ambos os balões contêm o mesmo gás à mesma temperatura. A pressão no balão A é de 2 atm,
e no balão B é de 8 atm. Calcule a pressão do gás após a abertura da torneira, de forma a não
variar a temperatura do sistema.
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Física
Professor: Rodrigo Trevisano
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Gabarito
1. a) P0.V0/2
b)
2. T1 > T2
3. 8,7 x 103 cal
4. 10/3 cm
5. 3,2 atm
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