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. Este conteúdo pertence ao Descomplica. É vedada a cópia ou a reprodução não autorizada previamente e por escrito. Todos os direitos reservados. Lista de Exercícios Física 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. Este conteúdo pertence ao Descomplica. É vedada a cópia ou a reprodução não autorizada previamente e por escrito. Todos os direitos reservados. Lista de Exercícios Física Professor: Rodrigo Trevisano 15/12/2014 Gabarito 1. a) P0.V0/2 b) 2. T1 > T2 3. 8,7 x 103 cal 4. 10/3 cm 5. 3,2 atm Este conteúdo pertence ao Descomplica. É vedada a cópia ou a reprodução não autorizada previamente e por escrito. Todos os direitos reservados.
