Exercícios Resolvidos de Termodinâmica - Gás Ideal, Calorimetria e Trabalho

1 Um cilindro contém 13 L de oxigênio a 20C e 15 atm A temperatura é aumentada para 35C e o volume é reduzido para 75 L Qual é a pressão final do gás em atmosferas Suponha que o gás é ideal 2 Uma placa de isolante térmico possui 100 cm² de seção transversal e 2 cm de espessura Sua condutividade térmica é 210⁴ caloriasseg cm C Se a diferença de temperatura entre as faces opostas é 110C quantas joules atravessam a placa por hora 3 Um litro de hélio sob a pressão de 2 atm e na temperatura de 25C é aquecido até a pressão e o volume se dupliquem Considere gás ideal Qual é a temperatura final 4 Determine o trabalho realizado pelo gás ideal a 5 Um fluido homogêneo pode passar de um estado inicial i a um estado final f no plano PV através de dois caminhos diferentes representados por iaf e ibf no diagrama ao lado A diferença de energia interna entre os estados inicial e final é Uf Ui 50J O trabalho realizado pelo sistema na passagem de i para b é de 100J O trabalho realizado pelo sistema quando descreve o ciclo iafbi é de 200J A partir destes dados determine em magnitude e sinal a a quantidade de calor Q associado ao caminho ibf b o trabalho associado ao caminho af c a quantidade de calor Q associada ao caminho iaf d se o sistema regressa do estado final ao estado inicial segundo a diagonal fi do retângulo o trabalho W e a quantidade de calor Q associados a este caminho Questão 1 V 13L T₀ 20C P₀ 15 atm 20 273 293K V 75L T 35C P P₀V₀T₀ PVT 15 13 293 P 75 308 P 15 13 308 293 75 60060 21975 P 2733 atm Questão 2 A 100 cm² e 2 cm K 210⁴ cal scmC ΔT 110C S₁ 1cal 42J K 210⁴ cal scmC 42 J 1 cal 3600s 1 h K 6048 J hcmC Assim ϕ A K ΔT e 100 6048 110 2 33264 KJ hora Questão 3 P02atm P2P04 atm T025C 25273298 K V0 V2V0 P0V0T0 PVT 2V029812V0T T29841192K Assim para saber a temperatura em Celsius Tc1192273919C Questão 4 a PkPa 3105 1105 03 05 Vm3 área τ área τ022105 τ04105 4104 J b P105 Pa 20 5 2 4 Vm3 τ área τ 251052 τ5105 J Questão 5 a QΔUW Q50100150 J b Wiatbi 200 Wat Wibi Wat Wito Wat 100 Assim Wat 300 J c QΔUW Qiat ΔUit Wiat Wbi 50 Wat 50 300 350 J d Wfci 2002 100 200 J Qfci 50 200 250 J