Prova de Física II - IFMG - Termodinâmica e Gases Ideais

Instituto Federal de Minas Gerais Campus Santa Luzia Engenharia Civil Data 12082024 2ª Avaliação de Física II 202401 Atenção Todas as questões devem ser justificadas ΔU Q W cₚ cv R γ cₚcv dW pdV 1x dx ln x Ci pVᴧ C dQ nₜcₚdT dQ nₜcᵥdT e WQʜ W Qʜ Qц ΔS 2⁰ dQT cv monoatômico ³₂ R L𐤃 água 334 x10⁵ JKg cₐgua 419 x 10³ JKgK R 8315 JmolK Questão 1 Um cilindro contém 002 mol de hélio a uma temperatura T 250 C a Qual é o calor necessário para aumentar a temperatura para 750 C enquanto o volume permanece constante Faça um desenho do diagrama PV para esse processo b Se em vez de manter o volume constante a pressão do hélio fosse mantida constante qual seria o calor necessário para aumentar a temperatura de 250 C para 750 C Faça um desenho do diagrama PV para esse processo c Em qual dos dois casos o calor necessário é maior O que ocorre com o calor adicional d Caso o sistema fosse um gás ideal qual seria a variação da energia interna do item a E do item b Questão 2 Enquanto 04 mol de um gás ideal passam por uma compressão isotérmica a 270 C 410 J de trabalho é realizado sobre ele pelo meio ambiente a Desenhe um diagrama PV do processo b Se a pressão final é 17 atm qual é a pressão inicial Questão 3 Um gás ideal monoatômico com uma pressão inicial de 150 x 10⁶ Pa e um volume inicial de 01 m³ sofre uma compressão adiabática até um volume igual a 005 m³ a Qual é a pressão final b Qual é o trabalho realizado pelo gás nesse processo c Qual é a razão entre as temperaturas final e inicial do gás O gás é aquecido ou resfriado nesse processo de compressão Questão 4 O diagrama PV mostra um ciclo de uma máquina térmica que usa 03 mol de um gás ideal com γ 140 O processo ab é adiabático a Determine a pressão do gás no ponto a b Quanto calor entra nesse gás por ciclo e onde isso acontece c Quanto calor sai desse gás em um ciclo e onde isso ocorre d Quanto trabalho esse motor realiza em um ciclo e Qual é a eficiência térmica do motor P atm V m³ Questão 5 Uma máquina que produz gelo opera em um ciclo de Carnot Ela recebe calor da água a 00 C e rejeita calor para uma sala a 240 C Suponha que 1000 kg de água a 00 C sejam convertidos em gelo a 00 C a Qual é o calor rejeitado para a sala b Qual é a energia que deve ser fornecida para a máquina Questão 6 Um bloco de gelo de 50 kg a 000 C cai no oceano e se derrete A temperatura média do oceano é 35 C incluindo todas as águas profundas Em quanto a variação desse gelo para a água a 350 C altera a entropia do universo A entropia aumenta ou diminui