Lista de Exercícios Resolvidos - Termodinâmica e Gases Ideais

PROBLEMAS DO CAPÍTULO 9 1 O tubo de vidro de um barômetro de mercúrio tem secção reta de 1 cm² e 90 cm de altura acima da superfície livre do reservatório de mercúrio Num dia em que a temperatura ambiente é de 20ºC e a pressão atmosférica verdadeira é de 750 mmHg a altura da coluna barométrica é de 735 mm Calcule a quantidade de ar em moles aprisionada no espaço acima da coluna de mercúrio 2 Dois recipientes fechados de mesma capacidade igual a 1 l estão ligados um ao outro por um tubo capilar de volume desprezível Os recipientes contém oxigénio inicialmente à temperatura de 25ºC e pressão de 1 atm a Quantas gramas de O2 estão contidas nos recipientes b Aquecese um dos recipientes até a temperatura de 100ºC mantendo o outro a 25ºC Qual é o novo valor da pressão c Quantas gramas de O2 passam de um lado para o outro Despreze a condução de calor através do capilar 3 Um recipiente de paredes adiabáticas é munido de um pistão adiabático móvel de massa desprezível e 200 cm² de área sobre o qual está colocado um peso de 10 kg A pressão externa é de 1 atm O recipiente contém 3 l de gás hélio para o qual Cv 32 R à temperatura de 20ºC a Qual é a densidade inicial do gás Fazse funcionar um aquecedor elétrico interno ao recipiente que eleva a temperatura do gás gradualmente até 70ºC b Qual é o volume final ocupado pelo gás c Qual é o trabalho realizado pelo gás d Qual é a variação de energia interna do gás e Quanto calor é fornecido ao gás 4 Um mol de um gás ideal com γ 75 está contido num recipiente inicialmente a 1 atm e 27ºC O gás é sucessivamente i comprimido isobaricamente até 34 do volume inicial V0 ii aquecido a volume constante até voltar à temperatura inicial iii expandido a pressão constante até voltar ao volume inicial iv resfriado a volume constante até voltar à pressão inicial a Desenhe o diagrama P V associado b Calcule o trabalho total realizado pelo gás c Calcule o calor total fornecido ao gás nas etapas i e ii d Calcule as temperaturas máxima e mínima atingidas e Calcule a variação de energia interna no processo i ii 5 Um mol de um gás ideal contido num recipiente munido de um pistão móvel inicialmente a 20ºC se expande isotermicamente até que seu volume aumenta de 50 A seguir é contraído mantendo a pressão constante até voltar ao volume inicial Finalmente é aquecido a volume constante até voltar à temperatura inicial a Desenhe o diagrama P V associado b Calcule o trabalho total realizado pelo gás neste processo 6 01 mol de um gás ideal com Cv 32 R descreve o ciclo representado na Fig P1 no plano P T a Represente o ciclo no plano P T indicando P em atm e V em l associados aos pontos A B e C b Calcule ΔW ΔQ e ΔU para os processos AB BC CA e o ciclo