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1 Termodinâmica 1 Ita 2003 A figura mostra um recipiente com êmbolo contendo um volume inicial V de gás ideal inicialmente sob uma pressão Pi igual à pressão atmosférica Pat Uma mola não deformada é fixada no êmbolo e num anteparo fixo Em seguida de algum modo é fornecida ao gás uma certa quantidade de calor Q Sabendo que a energia interna do gás é U 32 PV a constante da mola é k e a área da seção transversal do recipiente é A determine a variação do comprimento da mola em função dos parâmetros intervenientes Despreze os atritos e considere o êmbolo sem massa bem como sendo adiabáticas as paredes que confinam o gás 2 Ufg 2000 Um recipiente em contato com uma fonte térmica contém um gás ideal confinado em seu interior devido à presença de um êmbolo que pode deslizar sem atrito como mostra a figura a seguir Calcule a quantidade de calor fornecida pela fonte em um segundo para que a temperatura do gás não se altere Considere g10ms2 e que êmbolo de massa igual a 2kg movimentase verticalmente para cima com velocidade constante e igual a 04ms 3 Ufpe 2004 Uma caixa cúbica metálica e hermeticamente fechada de 40 cm de aresta contém gás ideal à temperatura de 300 K e à pressão de 1 atm Qual a variação da força que atua em uma das paredes da caixa em N após o sistema ser aquecido para 330 K e estar em equilíbrio térmico Despreze a dilatação térmica do metal 4 Ufscar 2001 A figura representa um gás ideal contido num cilindro C fechado por um êmbolo E de área S10104 m2 e massa m10kg O gás absorve uma determinada quantidade de calor Q e em conseqüência o êmbolo sobe 50102 m livremente e sem vazamento A pressão atmosférica local é 10105Pa a Calcule os trabalhos realizados pelo gás contra a pressão atmosférica Wa e contra a gravidade para erguer o êmbolo Wg Adote g 10 ms2 b Qual a quantidade mínima de calor que o gás deve ter absorvido nessa transformação Que lei física fundamenta sua resposta Justifique 5 Ufpe 2004 Um cilindro de 20 cm2 de seção reta contém um gás ideal comprimido em seu interior por um pistão móvel de massa desprezível e sem atrito O pistão repousa a uma altura ho 10 m A base do cilindro está em contato com um forno de forma que a temperatura do gás permanece constante Bolinhas de chumbo são lentamente depositadas sobre o pistão até que o mesmo atinja a altura h 80 cm Determine a massa de chumbo em kg que foi depositado sobre o pistão Considere a pressão atmosférica igual a 1 atm 6 Unesp 2005 Um pistão com êmbolo móvel contém 2 mols de O e recebe 581J de calor O gás sofre uma expansão isobárica na qual seu volume aumentou de 166 L a uma pressão constante de 105 Nm2 Considerando que nessas condições o gás se comporta como gás ideal utilize R 83 JmolK e calcule a a variação de energia interna do gás b a variação de temperatura do gás 7 Ita 2004 Uma máquina térmica opera com um mol de um gás monoatômico ideal O gás realiza o ciclo ABCA representado no plano PV conforme mostra a figura 2 Considerando que a transformação BC é adiabática calcule a a eficiência da máquina b a variação da entropia na transformação BC 8 Uerj 2006 O auditório do transatlântico com 50 m de comprimento 20 m de largura e 5 m de altura possui um sistema de refrigeração que retira em cada ciclo 20 104 J de calor do ambiente Esse ciclo está representado no diagrama a seguir no qual P indica a pressão e V o volume do gás empregado na refrigeração Calcule a a variação da energia interna do gás em cada ciclo b o tempo necessário para diminuir em 3C a temperatura do ambiente se a cada 6 segundos o sistema reduz em 1C a temperatura de 25 kg de ar 9 Ufc 2006 Um gás ideal sofre as transformações mostradas no diagrama da figura a seguir Determine o trabalho total realizado durante os quatro processos termodinâmicos 10 Uff 2004 Um mol de um gás ideal é levado do estado A para o estado B de acordo com o processo representado no diagrama pressão versus volume conforme figura a seguir a determine a razão TATB entre as temperaturas do gás nos estados A e B Considere W como sendo o trabalho realizado pelo gás sua variação de energia interna e Q a quantidade de calor absorvida pelo gás ao passar do estado A para o estado B seguindo o processo representado no diagrama Dados PA e VA calcule b W c d Q 11 Ufg 2005 Uma máquina térmica contendo um gás monoatômico que obedece à lei dos gases ideais realiza o ciclo representado no diagrama a seguir Dados Calor molar a volume constante 3R2 Calor molar a pressão constante 5R2 a o calor recebido ou cedido em cada processo b o trabalho no processo CA 12 Ufpe 2004 Um mol de um gás ideal passa por transformações termodinâmicas indo do estado A para o estado B e em seguida o gás é levado ao estado C pertencente à mesma isoterma de A Calcule a variação da energia interna do gás em joules ocorrida quando o gás passa pela transformação completa ABC 13 Ufpe 2006 No ciclo mostrado no diagrama pV da figura a seguir a transformação AB é isobárica a BC é isovolumétrica e a CA é isotérmica Qual a quantidade total de calor absorvido pelo gás nas transformações AB e BC em joules Considere que o gás é ideal 3 14 Ufpe 2006 No ciclo mostrado no diagrama pV da figura a seguir a transformação AB é isobárica BC é isovolumétrica e CA é adiabática Sabese que o trabalho realizado sobre o gás na compressão adiabática é igual a WCA 150 J Determine a quantidade de calor total Qtot absorvido pelo gás durante um ciclo em joules 15 Ufrrj 2005 Fazse um sistema passar de um certo estado A para um outro estado B por meio de dois processos distintos I e II conforme mostra o gráfico pressão x volume Em qual dos dois processos houve maior absorção de calor Justifique TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO Ufpb 2006 Sempre que necessário considere dados os seguintes valores Aceleração da gravidade g 10 ms2 16 Um gás ideal é submetido a três transformações consecutivas em que A B é isobárica B C é isotérmica e C A é adiabática como mostra o diagrama p V a seguir Em relação a essas transformações identifique com V as afirmativas verdadeiras e com F as falsas Em A B a energia interna do gás diminui Em B C o gás recebe calor Em C A não há variação da energia interna do gás A seqüência correta é a VVF b VFV c FVF d VVV e FFF 17 Enem 2003 No Brasil o sistema de transporte depende do uso de combustíveis fósseis e de biomassa cuja energia é convertida em movimento de veículos Para esses combustíveis a transformação de energia química em energia mecânica acontece a na combustão que gera gases quentes para mover os pistões no motor b nos eixos que transferem torque às rodas e impulsionam o veículo c na ignição quando a energia elétrica é convertida em trabalho d na exaustão quando gases quentes são expelidos para trás e na carburação com a difusão do combustível no ar 18 Ufmg 2004 Um cilindro é fechado por um êmbolo que pode se mover livremente Um gás contido nesse cilindro está sendo aquecido como representado nesta figura Com base nessas informações é CORRETO afirmar que nesse processo a a pressão do gás aumenta e o aumento da sua energia interna é menor que o calor fornecido b a pressão do gás permanece constante e o aumento da sua energia interna é igual ao calor fornecido c a pressão do gás aumenta e o aumento da sua energia interna é igual ao calor fornecido d a pressão do gás permanece constante e o aumento da sua energia interna é menor que o calor fornecido 19 Ufms 2005 Sem variar sua massa um gás ideal sofre uma transformação a volume constante É correto afirmar que a a transformação é isotérmica b a transformação é isobárica c o gás não realiza trabalho d sua pressão diminuirá se a temperatura do gás aumentar e a variação de temperatura do gás será a mesma em qualquer escala termométrica 20 Ufpi 2001 A eficiência de um motor térmico é definida como a razão entre o trabalho por ele realizado e o calor por ele recebido durante um ciclo completo de seu funcionamento Considere um motor que recebe 440 J de calor por ciclo que tem uma eficiência de 30 e que 4 completa um ciclo de funcionamento a cada 002 segundos A potência fornecida por esse motor é em kW a 11 b 22 c 44 d 66 e 88 21 Ufpi 2003 Um mol de um gás ideal é aquecido a pressão constante passando da temperatura Ti 300 K para a temperatura Tf 350 K O trabalho realizado pelo gás durante esse processo é aproximadamente o valor da constante universal dos gases é R 831 JmolK igual a a 104 J b 208 J c 312 J d 416 J e 520 J 22 Ufv 2000 Uma máquina térmica executa o ciclo representado no gráfico seguinte Se a máquina executa 10 ciclos por segundo a potência desenvolvida em quilowatt é a 8 b 8000 c 80 d 08 e 800 23 Unesp 2001 Uma bexiga vazia tem volume desprezível cheia o seu volume pode atingir 4010 3m3 O trabalho realizado pelo ar para encher essa bexiga à temperatura ambiente realizado contra a pressão atmosférica num lugar onde o seu valor é constante e vale 10105Pa é no mínimo de a 4 J b 40 J c 400 J d 4000 J e 40000 J 24 Unifesp 2002 Costumase especificar os motores dos automóveis com valores numéricos 10 16 18 e 20 entre outros Esses números indicam também valores crescentes da potência do motor Podese explicar essa relação direta entre a potência do motor e esses valores numéricos porque eles indicam o volume aproximado em litros a de cada cilindro do motor e quanto maior esse volume maior a potência que o combustível pode fornecer b do consumo de combustível e quanto maior esse volume maior a quantidade de calor que o combustível pode fornecer c de cada cilindro do motor e quanto maior esse volume maior a temperatura que o combustível pode atingir d do consumo de combustível e quanto maior esse volume maior a temperatura que o combustível pode fornecer e de cada cilindro do motor e quanto maior esse volume maior o rendimento do motor 25 Ita 2006 Sejam o recipiente 1 contendo 1 moI de H massa molecular M 2 e o recipiente 2 contendo 1 moI de He massa atômica M 4 ocupando o mesmo volume ambos mantidos a mesma pressão Assinale a alternativa correta a A temperatura do gás no recipiente 1 é menor que a temperatura do gás no recipiente 2 b A temperatura do gás no recipiente 1 é maior que a temperatura do gás no recipiente 2 c A energia cinética média por molécula do recipiente 1 é maior que a do recipiente 2 d O valor médio da velocidade das moléculas no recipiente 1 é menor que o valor médio da velocidade das moléculas no recipiente 2 e O valor médio da velocidade das moléculas no recipiente 1 é maior que o valor médio da velocidade das moléculas no recipiente 2 26 Pucrs 2004 Responder à questão com base nas afirmações a seguir I A energia trocada entre dois sistemas unicamente devida à diferença de temperatura entre ambos chamase calor II Na transformação adiabática de um gás sua energia interna permanece constante III A energia interna de um sistema não depende do número de partículas que o constituem IV A temperatura absoluta de um sistema depende do número de partículas que o constituem Pela análise das afirmações concluise que somente a está correta a I b está correta a II c está correta a III d estão corretas a I e a III e estão corretas a II e a IV 27 Ufrn 2005 Cotidianamente são usados recipientes de barro potes quartinhas filtros etc para esfriar um pouco a água neles contida Considere um sistema constituído por uma quartinha cheia dágua Parte da água que chega à superfície externa da quartinha através de seus poros evapora retirando calor do barro e da água que o permeia Isso implica que também a temperatura da água que está em seu interior diminui nesse processo Tal processo se explica porque na água que evapora são as moléculas de água a com menor energia cinética média que escapam do líquido aumentando assim a energia cinética média desse sistema b que ao escaparem do líquido aumentam a pressão atmosférica diminuindo assim a pressão no interior da quartinha c com maior energia cinética média que escapam do líquido diminuindo assim a energia cinética média desse sistema 5 d que ao escaparem do líquido diminuem a pressão atmosférica aumentando assim a pressão no interior da quartinha 28 Ufscar 2005 Mantendo uma estreita abertura em sua boca assopre com vigor sua mão agora Viu Você produziu uma transformação adiabática Nela o ar que você expeliu sofreu uma violenta expansão durante a qual a o trabalho realizado correspondeu à diminuição da energia interna desse ar por não ocorrer troca de calor com o meio externo b o trabalho realizado correspondeu ao aumento da energia interna desse ar por não ocorrer troca de calor com o meio externo c o trabalho realizado correspondeu ao aumento da quantidade de calor trocado por esse ar com o meio por não ocorrer variação da sua energia interna d não houve realização de trabalho uma vez que o ar não absorveu calor do meio e não sofreu variação de energia interna e não houve realização de trabalho uma vez que o ar não cedeu calor para o meio e não sofreu variação de energia interna 29 Unesp 2003 A energia interna U de uma certa quantidade de gás que se comporta como gás ideal contida em um recipiente é proporcional à temperatura T e seu valor pode ser calculado utilizando a expressão U125T A temperatura deve ser expressa em kelvins e a energia em joules Se inicialmente o gás está à temperatura T300 K e em uma transformação a volume constante recebe 1 250 J de uma fonte de calor sua temperatura final será a 200 K b 300 K c 400 K d 600 K e 800 K 30 Ita 2003 Considerando um buraco negro como um sistema termodinâmico sua energia interna U varia com a sua massa M de acordo com a famosa relação de Einstein Stephen Hawking propôs que a entropia S de um buraco negro depende apenas de sua massa e de algumas constantes fundamentais da natureza Desta forma sabese que uma variação de massa acarreta uma variação de entropia dada por Supondo que não haja realização de trabalho com a variação de massa assinale a alternativa que melhor representa a temperatura absoluta T do buraco negro 31 Puccamp 2002 Considere as seguintes transformações que envolvem substâncias químicas que podem ocorrer de uma situação inicial a uma situação final combustão compressão mudança de estado físico expansão variação de entalpia Quantas dessas transformações estão envolvidas no funcionamento da máquina a vapor a 1 b 2 c 3 d 4 e 5 32 Pucmg 2004 A respeito do que faz um refrigerador podese dizer que a produz frio b anula o calor c converte calor em frio d remove calor de uma região e o transfere a outra 33 Pucpr 2006 Uma máquina térmica operando em um ciclo de Carnot trabalha entre as temperaturas de 73 C e 227 C Em cada ciclo a máquina recebe 500 J de calor da fonte quente Analise as seguintes afirmativas I O rendimento dessa máquina é de 40 II O trabalho realizado pela máquina é de 300 J III O calor rejeitado por ciclo para a fonte fria é de 200J Está correta ou estão corretas a I e II b II e III c I e III d somente II e somente III 34 Uel 2003 O reator utilizado na Usina Nuclear de Angra dos Reis Angra II é do tipo PWR Pressurized Water Reactor O sistema PWR é constituído de três circuitos o primário o secundário e o de água de refrigeração No primeiro a água é forçada a passar pelo núcleo do reator a pressões elevadas 135 atm e à temperatura de 320C Devido à alta pressão a água não entra em ebulição e ao sair do núcleo do reator passa por um segundo estágio constituído por um sistema de troca de calor onde se produz vapor de água que vai acionar a turbina que transfere movimento ao gerador de eletricidade Na figura estão indicados os vários circuitos do sistema PWR Considerando as trocas de calor que ocorrem em uma usina nuclear como Angra II é correto afirmar a O calor removido do núcleo do reator é utilizado integralmente para produzir trabalho na turbina b O calor do sistema de refrigeração é transferido ao núcleo do reator através do trabalho realizado pela turbina c Todo o calor fornecido pelo núcleo do reator é transformado em trabalho na turbina e por isso o reator nuclear tem eficiência total 6 d O calor do sistema de refrigeração é transferido na forma de calor ao núcleo do reator e na forma de trabalho à turbina e Uma parte do calor fornecido pelo núcleo do reator realiza trabalho na turbina e outra parte é cedida ao sistema de refrigeração 35 Uel 2003 A Usina Nuclear de Angra dos Reis Angra II está projetada para uma potência de 1309 MW Apesar de sua complexidade tecnológica é relativamente simples compreender o princípio de funcionamento de uma usina nuclear pois ele é similar ao de uma usina térmica convencional Sobre o assunto considere as afirmativas apresentadas a seguir I Na usina térmica o calor gerado pela combustão do carvão do óleo ou do gás vaporiza a água em uma caldeira Esse vapor aciona uma turbina acoplada a um gerador e este produz eletricidade II O processo de fusão nuclear utilizado em algumas usinas nucleares é semelhante ao processo da fissão nuclear A diferença entre os dois está na elevada temperatura para fundir o átomo de Urânio235 III Na usina nuclear o calor é produzido pela fissão do átomo do Urânio235 por um nêutron no núcleo do reator IV Na usina nuclear o calor é produzido pela reação em cadeia da fusão do átomo do Urânio235 com um nêutron São corretas apenas as afirmativas a I e III b II III e IV c I II e IV d II e III e III e IV 36 Uel 2005 Uma das grandes contribuições para a ciência do século XIX foi a introdução por Sadi Carnot em 1824 de uma lei para o rendimento das máquinas térmicas que veio a se transformar na lei que conhecemos hoje como Segunda Lei da Termodinâmica Na sua versão original a afirmação de Carnot era todas as máquinas térmicas reversíveis ideais operando entre duas temperaturas uma maior e outra menor têm a mesma eficiência e nenhuma máquina operando entre essas temperaturas pode ter eficiência maior do que uma máquina térmica reversível ideal Com base no texto e nos conhecimentos sobre o tema é correto afirmar a A afirmação como formulada originalmente vale somente para máquinas a vapor que eram as únicas que existiam na época de Carnot b A afirmação de Carnot introduziu a idéia de Ciclo de Carnot que é o ciclo em que operam ainda hoje nossas máquinas térmicas c A afirmação de Carnot sobre máquinas térmicas pode ser encarada como uma outra maneira de dizer que há limites para a possibilidade de aprimoramento técnico sendo impossível obter uma máquina com rendimento maior do que a de uma máquina térmica ideal d A afirmação de Carnot introduziu a idéia de Ciclo de Carnot que veio a ser o ciclo em que operam ainda hoje nossos motores elétricos e Carnot viveu em uma época em que o progresso técnico era muito lento e sua afirmação é hoje desprovida de sentido pois o progresso técnico é ilimitado 37 Ufal 2000 Analise as proposições a seguir Máquina térmica é um sistema que realiza transformação cíclica depois de sofrer uma série de transformações ela retorna ao estado inicial É impossível construir uma máquina térmica que transforme integralmente calor em trabalho O calor é uma forma de energia que se transfere espontaneamente do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura É impossível construir uma máquina térmica que tenha um rendimento superior ao da Máquina de Carnot operando entre as mesmas temperaturas Quando um gás recebe 400 J de calor e realiza um trabalho de 250 J sua energia interna sofre um aumento de 150 J 38 Ufc 2003 A eficiência de uma máquina de Carnot que opera entre a fonte de temperatura alta T1 e a fonte de temperatura baixa T2 é dada pela expressão n 1 T2T1 em que T1 e T2 são medidas na escala absoluta ou de Kelvin Suponha que você dispõe de uma máquina dessas com uma eficiência n 30 Se você dobrar o valor da temperatura da fonte quente a eficiência da máquina passará a ser igual a a 40 b 45 c 50 d 60 e 65 39 Ufc 2006 Analise as afirmações a seguir I A variação de entropia do fluido operante num ciclo completo de uma máquina térmica de Carnot é igual a Q1T1 II O trabalho necessário para efetivar uma certa mudança de estado num sistema é independente do caminho seguido pelo sistema quando este evolui do estado inicial para o estado final III De acordo com a segunda Lei da Termodinâmica e de observações relativas aos processos reversíveis e irreversíveis concluise que as entropias inicial e final num processo adiabático reversível são iguais e que se o processo for adiabático irreversível a entropia final será maior que a inicial Com respeito às três afirmativas é correto afirmar que apenas a I é verdadeira b II é verdadeira c III é verdadeira d I e II são verdadeiras e II e III são verdadeiras 40 Uff 2002 Se olharmos ao redor perceberemos como o mundo evoluiu a partir do século XVIII e início do XIX com a Revolução Industrial O advento da máquina em suas variadas formas alargou os horizontes do homem proporcionando novos recursos para o desenvolvimento urbano e industrial desde as descobertas de fontes de 7 energia até a expansão de mercados e de territórios dentro e fora da Europa O esquema a seguir representa o ciclo de operação de determinada máquina térmica cujo combustível é um gás Quando em funcionamento a cada ciclo o gás absorve calor Q1 de uma fonte quente realiza trabalho mecânico W e libera calor Q2 para uma fonte fria sendo a eficiência da máquina medida pelo quociente entre W e Q1 Uma dessas máquinas que a cada ciclo realiza um trabalho de 30 104 J com uma eficiência de 60 foi adquirida por certa indústria Em relação a essa máquina concluise que os valores de Q1 de Q2 e da variação da energia interna do gás são respectivamente 41 Ufg 2004 Para cozinhar uma certa quantidade de feijão em uma panela de pressão gastamse 45min Para cozinhar a mesma quantidade em uma panela comum gastase 1h40min Em relação ao uso da panela comum supondo que o fogão forneça a mesma potência às duas panelas quanta energia é POUPADA pelo uso da panela de pressão a 35 b 45 c 50 d 55 e 65 42 Ufmg 2005 Atualmente a energia solar está sendo muito utilizada em sistemas de aquecimento de água Nesses sistemas a água circula entre um reservatório e um coletor de energia solar Para o perfeito funcionamento desses sistemas o reservatório deve estar em um nível superior ao do coletor como mostrado na Figura 1 No coletor a água circula através de dois canos horizontais ligados por vários canos verticais A água fria sai do reservatório entra no coletor onde é aquecida e retorna ao reservatório por convecção Nas quatro alternativas estão representadas algumas formas de se conectar o reservatório ao coletor As setas indicam o sentido de circulação da água Assinale a alternativa em que estão CORRETAMENTE representados o sentido da circulação da água e a forma mais eficiente para se aquecer toda a água do reservatório 43 Ufrn 2003 Na cidade de Alto do Rodrigues está sendo construída a TermoAçu primeira usina termelétrica do estado com capacidade para produzir até 70 da energia elétrica total consumida no Rio Grande do Norte O princípio básico de funcionamento dessa usina é a combustão de gás natural para aquecer água que uma vez aquecida se transformará em vapor e finalmente será utilizada para mover as pás giratórias de uma turbina A produção da energia elétrica será feita acoplandose ao eixo da turbina algumas bobinas imersas em um campo magnético Considere que em cada ciclo dessa máquina termelétrica real se tenha Q o calor produzido na combustão do gás W a energia mecânica nas turbinas obtida a partir da alta pressão do vapor acionando as pás giratórias E a energia elétrica produzida e disponibilizada aos consumidores Para a situação descrita é correto afirmar a Q W E b Q W E c Q W E d Q W E 44 Ufrn 2005 Observe atentamente o processo físico representado na seqüência de figuras a seguir Considere para efeito de análise que a casinha e a bomba constituem um sistema físico fechado Note que tal processo é iniciado na figura 1 e é concluído na figura 3 Podese afirmar que no final dessa seqüência a ordem do sistema é a maior que no início e portanto durante o processo representado a entropia do sistema diminui 8 b maior que no início e portanto durante o processo representado a entropia do sistema aumentou c menor que no início e portanto o processo representado é reversível d menor que no início e portanto o processo representado é irreversível 45 Ufrs 2001 Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas no parágrafo abaixo na ordem em que elas aparecem A entropia de um sistema termodinâmico isolado nunca se o sistema sofre uma transformação reversível sua entropia se o sistema sofre uma transformação irreversível sua entropia a aumenta permanece constante diminui b aumenta diminui permanece constante c diminui aumenta aumenta d diminui permanece constante aumenta e diminui permanece constante permanece constante 46 Ufsc 2004 No século XIX o jovem engenheiro francês Nicolas L Sadi Carnot publicou um pequeno livro Reflexões sobre a potência motriz do fogo e sobre os meios adequados de desenvolvêla no qual descrevia e analisava uma máquina ideal e imaginária que realizaria uma transformação cíclica hoje conhecida como ciclo de Carnot e de fundamental importância para a Termodinâmica Assinale as proposiçãoões CORRETAS a respeito do ciclo de Carnot 01 Por ser ideal e imaginária a máquina proposta por Carnot contraria a segunda lei da Termodinâmica 02 Nenhuma máquina térmica que opere entre duas determinadas fontes às temperaturas T1 e T2 pode ter maior rendimento do que uma máquina de Carnot operando entre essas mesmas fontes 04 Uma máquina térmica operando segundo o ciclo de Carnot entre uma fonte quente e uma fonte fria apresenta um rendimento igual a 100 isto é todo o calor a ela fornecido é transformado em trabalho 08 O rendimento da máquina de Carnot depende apenas das temperaturas da fonte quente e da fonte fria 16 O ciclo de Carnot consiste em duas transformações adiabáticas alternadas com duas transformações isotérmicas 47 Ufsc 2005 O uso de combustíveis não renováveis como o petróleo tem sérias implicações ambientais e econômicas Uma alternativa energética em estudo para o litoral brasileiro é o uso da diferença de temperatura da água na superfície do mar fonte quente e de águas mais profundas fonte fria em uma máquina térmica para realizar trabalho Desconsidere a salinidade da água do mar para a análise das respostas Assinale as proposiçãoões CORRETAS 01 Supondo que a máquina térmica proposta opere em um ciclo de Carnot teremos um rendimento de 100 pois o ciclo de Carnot corresponde a uma máquina térmica ideal 02 Uma máquina com rendimento igual a 20 de uma máquina ideal operando entre 7 C e 37 C terá um rendimento menor que 10 04 Na situação apresentada a temperatura mais baixa da água é de aproximadamente 4 C pois ao contrário da maioria dos líquidos nesta temperatura a densidade da água é máxima 08 É impossível obter rendimento de 100 mesmo em uma máquina térmica ideal pois o calor não pode ser transferido espontaneamente da fonte fria para a fonte quente 16 Não é possível obtermos 100 de rendimento mesmo em uma máquina térmica ideal pois isto viola o princípio da conservação da energia 48 Ufscar 2006 Inglaterra século XVIII Hargreaves patenteia sua máquina de fiar Arkwright inventa a fiandeira hidráulica James Watt introduz a importantíssima máquina a vapor Tempos modernos C Alencar L C Ramalho e M V T Ribeiro História da Sociedade Brasileira As máquinas a vapor sendo máquinas térmicas reais operam em ciclos de acordo com a segunda lei da Termodinâmica Sobre estas máquinas considere as três afirmações seguintes I Quando em funcionamento rejeitam para a fonte fria parte do calor retirado da fonte quente II No decorrer de um ciclo a energia interna do vapor de água se mantém constante III Transformam em trabalho todo calor recebido da fonte quente É correto o contido apenas em a I b II c III d I e II e II e III 49 Ufsm 2003 Considere as afirmações I É impossível construir uma máquina térmica que operando em ciclos retire energia na forma de calor de uma fonte transformandoa integralmente em trabalho II Refrigeradores são dispositivos que transferem energia na forma de calor de um sistema de menor temperatura para outro de maior temperatura 9 III A energia na forma de calor não passa espontaneamente de um corpo de menor temperatura para outro de maior temperatura Estáão corretas a apenas I b apenas II c apenas I e III d apenas II e III e I II e III 50 Ita 2004 Um recipiente cilíndrico vertical é fechado por meio de um pistão com 800 kg de massa e 600cm2 de área que se move sem atrito Um gás ideal contido no cilindro é aquecido de 30C a 100C fazendo o pistão subir 200 cm Nesta posição o pistão é fixado enquanto o gás é resfriado até sua temperatura inicial Considere que o pistão e o cilindro encontramse expostos à pressão atmosférica Sendo Q1 o calor adicionado ao gás durante o processo de aquecimento e Q2 o calor retirado durante o resfriamento assinale a opção correta que indica a diferença Q1 Q2 a 136 J b 120 J c 100 J d 16 J e 0 J 51 Ita 2006 Um moI de um gás ideal ocupa um volume inicial Vo à temperatura To e pressão Po sofrendo a seguir uma expansão reversível para um volume V1 Indique a relação entre o trabalho que é realizado por i Wi num processo em que a pressão é constante ii Wii num processo em que a temperatura é constante iii Wiii num processo adiabático 52 Pucrs 2005 Considere a figura a seguir que representa as variações da pressão de um gás cujo comportamento é descrito pela equação de estado do gás ideal em função do seu volume O gás passa sucessivamente pelos estados 1 2 e 3 retornando ao estado 1 Considerando que entre os estados 1 e 2 a transformação é adiabática ocorre troca de calor com o ambiente a somente entre 1 e 2 b somente entre 2 e 3 c somente entre 3 e 1 d entre 1 e 2 e entre 2 e 3 e entre 2 e 3 e entre 3 e 1 53 Pucsp 2004 Uma amostra de gás ideal sofre o processo termodinâmico cíclico representado no gráfico a seguir Ao completar um ciclo o trabalho em joules realizado pela força que o gás exerce nas paredes do recipiente é a 6 b 4 c 2 d 4 e 6 54 Uerj 2004 Considere um gás ideal cujas transformações I II e III são mostradas no diagrama P V a seguir Essas transformações I a III são denominadas respectivamente de a adiabática isobárica isométrica b isométrica isotérmica isobárica c isobárica isométrica adiabática d isométrica adiabática isotérmica 55 Uerj 2004 Observe o ciclo mostrado no gráfico P V a seguir 10 Considerando este ciclo completo o trabalho realizado em joules vale a 1500 b 900 c 800 d 600 56 Ufal 2006 Um gás sofre a transformação termodinâmica cíclica ABCA representada no gráfico p V No trecho AB a transformação é isotérmica Analise as afirmações A pressão no ponto A é 25 105 Nm2 No trecho AB o sistema não troca calor com a vizinhança No trecho BC o trabalho é realizado pelo gás e vale 20 104 J No trecho CA não há realização de trabalho Pelo gráfico o trabalho realizado pelo gás no ciclo ABCA é maior do que 40 104 J 57 Ufes 2004 Uma certa quantidade de gás ideal é levada de um estado inicial a um estado final por três processos distintos representados no diagrama PxV da figura a seguir O calor e o trabalho associados a cada processo são respectivamente Q1 e W1 Q2 e W2 Q3 e W3 Está correto afirmar que 58 Ufjf 2003 Um mol de gás ideal sofre uma expansão isotérmica representada no diagrama PV da figura do estado inicial 1 ao estado final 2 Escolha a alternativa correta Durante este processo a o gás aumenta de volume e se resfria b a temperatura do gás se mantém constante mas é preciso fornecer calor ao gás c no processo isotérmico não há fluxo de calor d a temperatura do gás diminui e o gás realiza trabalho e o volume do gás aumenta a pressão diminui e a temperatura aumenta 59 Ufms 2005 Sobre a equação de estado de um gás ideal pV nRT onde p pressão V volume n número de mols R constante universal e T temperatura é correto afirmar que 01 a temperatura tem que ser utilizada em Kelvin 02 a constante universal tem o mesmo valor qualquer que seja o sistema de medidas 04 na transformação isotérmica pressão e volume são grandezas diretamente proporcionais 08 a constante universal não tem unidade de medida 16 na transformação isobárica volume e temperatura são grandezas diretamente proporcionais Soma 60 Ufpr 2004 Um gás ideal está contido no interior de um recipiente cilíndrico provido de um pistão conforme a figura abaixo Considere que inicialmente o gás esteja a uma pressão p a uma temperatura T e num volume V Com base nesses dados e nas leis da termodinâmica é correto afirmar 11 01 Em uma transformação adiabática o gás absorve calor do meio externo 02 A energia interna do gás permanece constante em uma transformação isotérmica 04 Em uma expansão isobárica a energia interna do gás diminui 08 Em uma transformação isovolumétrica a variação da energia interna do gás é igual à quantidade de calor que o gás troca com o meio externo 16 Podese diminuir a pressão do gás mediante a realização de uma expansão isotérmica Soma 61 Ufpr 2006 O gás que circula num compressor de geladeira executa um ciclo termodinâmico no sentido anti horário como o apresentado na figura a seguir Sabendo que a transformação C é adiabática considere as seguintes afirmativas I A transformação A ocorre a volume constante e nenhum trabalho é realizado II A transformação B é isobárica e o meio externo realiza trabalho sobre o gás III Não há trocas de calor na transformação C IV A temperatura na transformação C é constante Assinale a alternativa correta a Somente as afirmativas I e III são verdadeiras b Somente as afirmativas I e II são verdadeiras c Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras d Somente as afirmativas I II e III são verdadeiras e Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras 62 Ufrrj 2004 Um gás ideal sofre as transformações AB BC CD e DA de acordo com o gráfico a seguir Através da análise do gráfico assinale adiante a alternativa correta a Na transformação CD o trabalho é negativo b A transformação AB é isotérmica c Na transformação BC o trabalho é negativo d A transformação DA é isotérmica e Ao completar o ciclo a energia interna aumenta 63 Ufrrj 2005 Certa massa gasosa contida num reservatório sofre uma transformação termodinâmica no trecho AB O gráfico mostra o comportamento da pressão P em função do volume V O módulo do trabalho realizado pelo gás na transformação do trecho AB é de a 400J b 800J c 40kJ d 80kJ e 600J 64 Ufsm 2003 A figura representa no diagrama PxV a expansão isotérmica que um mol de gás ideal sofre ao receber 1728J de energia na forma de calor O trabalho realizado na expansão de 1 m3 para 2 m3 é em J a 0 b 270 c 870 d 1728 e 1870 12 65 Ufv 2004 Três processos termodinâmicos ocorrendo num sistema constituído por um gás ideal são representados no diagrama pressão P versus volume V a seguir Os processos são 12 isobárico 13 isotérmico e 14 adiabático O sistema realiza trabalho em cada um dos processos É CORRETO afirmar que a no processo isotérmico há troca de calor com o sistema b no processo adiabático a energia interna do sistema aumentou c no processo isobárico não há troca de calor com o sistema d para realizar trabalho é necessário haver troca de calor com o sistema e no processo isotérmico o trabalho realizado é maior que no processo isobárico 66 Unesp 2005 Um gás ideal é submetido às transformações AB BC CD e DA indicadas no diagrama PxV apresentado na figura Com base nesse gráfico analise as afirmações I Durante a transformação AB a energia interna se mantém inalterada II A temperatura na transformação CD é menor do que a temperatura na transformação AB IIINa transformação DA a variação de energia interna é igual ao calor absorvido pelo gás Dessas três afirmações estão corretas a I e II apenas b III apenas c I e III apenas d II e III apenas e I II e III 67 Unifesp 2004 O diagrama PV da figura mostra a transição de um sistema termodinâmico de um estado inicial A para o estado final B segundo três caminhos possíveis O caminho pelo qual o gás realiza o menor trabalho e a expressão correspondente são respectivamente 68 Unifesp 2005 A figura 1 ilustra duas transformações de um gás ideal contido num cilindro de paredes adiabáticas Em I através de uma base diatérmica que permite a passagem do calor o gás recebe calor e faz o êmbolo também construído de material adiabático subir livremente aumentando seu volume de Vo a V atingindo a temperatura T Nesse estado a fonte quente é retirada e substituída por um reservatório térmico à mesma temperatura T do gás Em seguida na transformação II colocamse grãos de areia sobre o êmbolo lentamente para que o gás possa manterse em equilíbrio térmico com o reservatório Nessas condições o êmbolo baixa até que o gás volte a ocupar o mesmo volume Vo do início Considere desprezíveis as variações da pressão atmosférica O diagrama p V que melhor representa essas duas transformações é o da figura 69 Pucrs 2005 A temperatura de um gás é diretamente proporcional à energia cinética das suas partículas Portanto dois gases A e B na mesma temperatura cujas partículas tenham massas na proporção de mAmB41 terão as energias cinéticas médias das suas partículas na proporção EcAEcB igual a a 14 b 12 c 1 d 2 e 4 70 Unesp 2006 Um gás ideal confinado no interior de um pistão com êmbolo móvel é submetido a uma transformação na qual seu volume é reduzido à quarta parte do seu volume 13 inicial em um intervalo de tempo muito curto Tratandose de uma transformação muito rápida não há tempo para a troca de calor entre o gás e o meio exterior Podese afirmar que a transformação é a isobárica e a temperatura final do gás é maior que a inicial b isotérmica e a pressão final do gás é maior que a inicial c adiabática e a temperatura final do gás é maior que a inicial d isobárica e a energia interna final do gás é menor que a inicial e adiabática e a energia interna final do gás é menor que a inicial RESPOSTAS 1 Observe a equação adiante 2 8 J 3 16N 4 a Wa 05 J Wg 05 J b 5 5 kg 6 a 415J b 10K ou 10C 7 a 70 b variação de entropia nula 8 a 13 104 J b t 4500 s 9 4Vop2 p1 10 a 1 b 15pAVA c zero d 15pAVA 11 a QAB 3500J QAC 2325 J QCA 0 b WCA 225 J 12 A variação da energia interna é nula 13 80 J 14 Qtot Wtot 90 J 15 Como os estados iniciais e finais dos dois processos são respectivamente iguais a variação de energia interna será a mesma nos dois Pela 1 Lei da Termodinâmica temos QWU Como a variação de U é igual em I e II haverá mais calor absorvido onde o trabalho realizado for maior O trabalho no diagrama pV é representado pela área sob o gráfico do processo Assim sendo vêse que o trabalho e conseqüentemente o calor trocado é maior em II 16 E 17 A 18 D 19 C 20 D 21 D 22 E 23 C 24 A 25 E 26 A 27 C 28 A 29 C 30 D 31 E 32 D 33 B 34 E 35 A 36 C 37 V V V V V 38 E 39 C 40 D 41 D 42 D 43 B 44 A 45 D 46 02081626 47 02 04 08 14 48 A 49 E 50 A 51 D 52 E 53 B 54 B 55 A 56 V F F V F 57 C 58 B 59 01 16 17 60 02 08 16 26 61 A 62 A 63 C 64 D 65 A 66 E 67 B 68 A 69 C 70 C
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1 Termodinâmica 1 Ita 2003 A figura mostra um recipiente com êmbolo contendo um volume inicial V de gás ideal inicialmente sob uma pressão Pi igual à pressão atmosférica Pat Uma mola não deformada é fixada no êmbolo e num anteparo fixo Em seguida de algum modo é fornecida ao gás uma certa quantidade de calor Q Sabendo que a energia interna do gás é U 32 PV a constante da mola é k e a área da seção transversal do recipiente é A determine a variação do comprimento da mola em função dos parâmetros intervenientes Despreze os atritos e considere o êmbolo sem massa bem como sendo adiabáticas as paredes que confinam o gás 2 Ufg 2000 Um recipiente em contato com uma fonte térmica contém um gás ideal confinado em seu interior devido à presença de um êmbolo que pode deslizar sem atrito como mostra a figura a seguir Calcule a quantidade de calor fornecida pela fonte em um segundo para que a temperatura do gás não se altere Considere g10ms2 e que êmbolo de massa igual a 2kg movimentase verticalmente para cima com velocidade constante e igual a 04ms 3 Ufpe 2004 Uma caixa cúbica metálica e hermeticamente fechada de 40 cm de aresta contém gás ideal à temperatura de 300 K e à pressão de 1 atm Qual a variação da força que atua em uma das paredes da caixa em N após o sistema ser aquecido para 330 K e estar em equilíbrio térmico Despreze a dilatação térmica do metal 4 Ufscar 2001 A figura representa um gás ideal contido num cilindro C fechado por um êmbolo E de área S10104 m2 e massa m10kg O gás absorve uma determinada quantidade de calor Q e em conseqüência o êmbolo sobe 50102 m livremente e sem vazamento A pressão atmosférica local é 10105Pa a Calcule os trabalhos realizados pelo gás contra a pressão atmosférica Wa e contra a gravidade para erguer o êmbolo Wg Adote g 10 ms2 b Qual a quantidade mínima de calor que o gás deve ter absorvido nessa transformação Que lei física fundamenta sua resposta Justifique 5 Ufpe 2004 Um cilindro de 20 cm2 de seção reta contém um gás ideal comprimido em seu interior por um pistão móvel de massa desprezível e sem atrito O pistão repousa a uma altura ho 10 m A base do cilindro está em contato com um forno de forma que a temperatura do gás permanece constante Bolinhas de chumbo são lentamente depositadas sobre o pistão até que o mesmo atinja a altura h 80 cm Determine a massa de chumbo em kg que foi depositado sobre o pistão Considere a pressão atmosférica igual a 1 atm 6 Unesp 2005 Um pistão com êmbolo móvel contém 2 mols de O e recebe 581J de calor O gás sofre uma expansão isobárica na qual seu volume aumentou de 166 L a uma pressão constante de 105 Nm2 Considerando que nessas condições o gás se comporta como gás ideal utilize R 83 JmolK e calcule a a variação de energia interna do gás b a variação de temperatura do gás 7 Ita 2004 Uma máquina térmica opera com um mol de um gás monoatômico ideal O gás realiza o ciclo ABCA representado no plano PV conforme mostra a figura 2 Considerando que a transformação BC é adiabática calcule a a eficiência da máquina b a variação da entropia na transformação BC 8 Uerj 2006 O auditório do transatlântico com 50 m de comprimento 20 m de largura e 5 m de altura possui um sistema de refrigeração que retira em cada ciclo 20 104 J de calor do ambiente Esse ciclo está representado no diagrama a seguir no qual P indica a pressão e V o volume do gás empregado na refrigeração Calcule a a variação da energia interna do gás em cada ciclo b o tempo necessário para diminuir em 3C a temperatura do ambiente se a cada 6 segundos o sistema reduz em 1C a temperatura de 25 kg de ar 9 Ufc 2006 Um gás ideal sofre as transformações mostradas no diagrama da figura a seguir Determine o trabalho total realizado durante os quatro processos termodinâmicos 10 Uff 2004 Um mol de um gás ideal é levado do estado A para o estado B de acordo com o processo representado no diagrama pressão versus volume conforme figura a seguir a determine a razão TATB entre as temperaturas do gás nos estados A e B Considere W como sendo o trabalho realizado pelo gás sua variação de energia interna e Q a quantidade de calor absorvida pelo gás ao passar do estado A para o estado B seguindo o processo representado no diagrama Dados PA e VA calcule b W c d Q 11 Ufg 2005 Uma máquina térmica contendo um gás monoatômico que obedece à lei dos gases ideais realiza o ciclo representado no diagrama a seguir Dados Calor molar a volume constante 3R2 Calor molar a pressão constante 5R2 a o calor recebido ou cedido em cada processo b o trabalho no processo CA 12 Ufpe 2004 Um mol de um gás ideal passa por transformações termodinâmicas indo do estado A para o estado B e em seguida o gás é levado ao estado C pertencente à mesma isoterma de A Calcule a variação da energia interna do gás em joules ocorrida quando o gás passa pela transformação completa ABC 13 Ufpe 2006 No ciclo mostrado no diagrama pV da figura a seguir a transformação AB é isobárica a BC é isovolumétrica e a CA é isotérmica Qual a quantidade total de calor absorvido pelo gás nas transformações AB e BC em joules Considere que o gás é ideal 3 14 Ufpe 2006 No ciclo mostrado no diagrama pV da figura a seguir a transformação AB é isobárica BC é isovolumétrica e CA é adiabática Sabese que o trabalho realizado sobre o gás na compressão adiabática é igual a WCA 150 J Determine a quantidade de calor total Qtot absorvido pelo gás durante um ciclo em joules 15 Ufrrj 2005 Fazse um sistema passar de um certo estado A para um outro estado B por meio de dois processos distintos I e II conforme mostra o gráfico pressão x volume Em qual dos dois processos houve maior absorção de calor Justifique TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO Ufpb 2006 Sempre que necessário considere dados os seguintes valores Aceleração da gravidade g 10 ms2 16 Um gás ideal é submetido a três transformações consecutivas em que A B é isobárica B C é isotérmica e C A é adiabática como mostra o diagrama p V a seguir Em relação a essas transformações identifique com V as afirmativas verdadeiras e com F as falsas Em A B a energia interna do gás diminui Em B C o gás recebe calor Em C A não há variação da energia interna do gás A seqüência correta é a VVF b VFV c FVF d VVV e FFF 17 Enem 2003 No Brasil o sistema de transporte depende do uso de combustíveis fósseis e de biomassa cuja energia é convertida em movimento de veículos Para esses combustíveis a transformação de energia química em energia mecânica acontece a na combustão que gera gases quentes para mover os pistões no motor b nos eixos que transferem torque às rodas e impulsionam o veículo c na ignição quando a energia elétrica é convertida em trabalho d na exaustão quando gases quentes são expelidos para trás e na carburação com a difusão do combustível no ar 18 Ufmg 2004 Um cilindro é fechado por um êmbolo que pode se mover livremente Um gás contido nesse cilindro está sendo aquecido como representado nesta figura Com base nessas informações é CORRETO afirmar que nesse processo a a pressão do gás aumenta e o aumento da sua energia interna é menor que o calor fornecido b a pressão do gás permanece constante e o aumento da sua energia interna é igual ao calor fornecido c a pressão do gás aumenta e o aumento da sua energia interna é igual ao calor fornecido d a pressão do gás permanece constante e o aumento da sua energia interna é menor que o calor fornecido 19 Ufms 2005 Sem variar sua massa um gás ideal sofre uma transformação a volume constante É correto afirmar que a a transformação é isotérmica b a transformação é isobárica c o gás não realiza trabalho d sua pressão diminuirá se a temperatura do gás aumentar e a variação de temperatura do gás será a mesma em qualquer escala termométrica 20 Ufpi 2001 A eficiência de um motor térmico é definida como a razão entre o trabalho por ele realizado e o calor por ele recebido durante um ciclo completo de seu funcionamento Considere um motor que recebe 440 J de calor por ciclo que tem uma eficiência de 30 e que 4 completa um ciclo de funcionamento a cada 002 segundos A potência fornecida por esse motor é em kW a 11 b 22 c 44 d 66 e 88 21 Ufpi 2003 Um mol de um gás ideal é aquecido a pressão constante passando da temperatura Ti 300 K para a temperatura Tf 350 K O trabalho realizado pelo gás durante esse processo é aproximadamente o valor da constante universal dos gases é R 831 JmolK igual a a 104 J b 208 J c 312 J d 416 J e 520 J 22 Ufv 2000 Uma máquina térmica executa o ciclo representado no gráfico seguinte Se a máquina executa 10 ciclos por segundo a potência desenvolvida em quilowatt é a 8 b 8000 c 80 d 08 e 800 23 Unesp 2001 Uma bexiga vazia tem volume desprezível cheia o seu volume pode atingir 4010 3m3 O trabalho realizado pelo ar para encher essa bexiga à temperatura ambiente realizado contra a pressão atmosférica num lugar onde o seu valor é constante e vale 10105Pa é no mínimo de a 4 J b 40 J c 400 J d 4000 J e 40000 J 24 Unifesp 2002 Costumase especificar os motores dos automóveis com valores numéricos 10 16 18 e 20 entre outros Esses números indicam também valores crescentes da potência do motor Podese explicar essa relação direta entre a potência do motor e esses valores numéricos porque eles indicam o volume aproximado em litros a de cada cilindro do motor e quanto maior esse volume maior a potência que o combustível pode fornecer b do consumo de combustível e quanto maior esse volume maior a quantidade de calor que o combustível pode fornecer c de cada cilindro do motor e quanto maior esse volume maior a temperatura que o combustível pode atingir d do consumo de combustível e quanto maior esse volume maior a temperatura que o combustível pode fornecer e de cada cilindro do motor e quanto maior esse volume maior o rendimento do motor 25 Ita 2006 Sejam o recipiente 1 contendo 1 moI de H massa molecular M 2 e o recipiente 2 contendo 1 moI de He massa atômica M 4 ocupando o mesmo volume ambos mantidos a mesma pressão Assinale a alternativa correta a A temperatura do gás no recipiente 1 é menor que a temperatura do gás no recipiente 2 b A temperatura do gás no recipiente 1 é maior que a temperatura do gás no recipiente 2 c A energia cinética média por molécula do recipiente 1 é maior que a do recipiente 2 d O valor médio da velocidade das moléculas no recipiente 1 é menor que o valor médio da velocidade das moléculas no recipiente 2 e O valor médio da velocidade das moléculas no recipiente 1 é maior que o valor médio da velocidade das moléculas no recipiente 2 26 Pucrs 2004 Responder à questão com base nas afirmações a seguir I A energia trocada entre dois sistemas unicamente devida à diferença de temperatura entre ambos chamase calor II Na transformação adiabática de um gás sua energia interna permanece constante III A energia interna de um sistema não depende do número de partículas que o constituem IV A temperatura absoluta de um sistema depende do número de partículas que o constituem Pela análise das afirmações concluise que somente a está correta a I b está correta a II c está correta a III d estão corretas a I e a III e estão corretas a II e a IV 27 Ufrn 2005 Cotidianamente são usados recipientes de barro potes quartinhas filtros etc para esfriar um pouco a água neles contida Considere um sistema constituído por uma quartinha cheia dágua Parte da água que chega à superfície externa da quartinha através de seus poros evapora retirando calor do barro e da água que o permeia Isso implica que também a temperatura da água que está em seu interior diminui nesse processo Tal processo se explica porque na água que evapora são as moléculas de água a com menor energia cinética média que escapam do líquido aumentando assim a energia cinética média desse sistema b que ao escaparem do líquido aumentam a pressão atmosférica diminuindo assim a pressão no interior da quartinha c com maior energia cinética média que escapam do líquido diminuindo assim a energia cinética média desse sistema 5 d que ao escaparem do líquido diminuem a pressão atmosférica aumentando assim a pressão no interior da quartinha 28 Ufscar 2005 Mantendo uma estreita abertura em sua boca assopre com vigor sua mão agora Viu Você produziu uma transformação adiabática Nela o ar que você expeliu sofreu uma violenta expansão durante a qual a o trabalho realizado correspondeu à diminuição da energia interna desse ar por não ocorrer troca de calor com o meio externo b o trabalho realizado correspondeu ao aumento da energia interna desse ar por não ocorrer troca de calor com o meio externo c o trabalho realizado correspondeu ao aumento da quantidade de calor trocado por esse ar com o meio por não ocorrer variação da sua energia interna d não houve realização de trabalho uma vez que o ar não absorveu calor do meio e não sofreu variação de energia interna e não houve realização de trabalho uma vez que o ar não cedeu calor para o meio e não sofreu variação de energia interna 29 Unesp 2003 A energia interna U de uma certa quantidade de gás que se comporta como gás ideal contida em um recipiente é proporcional à temperatura T e seu valor pode ser calculado utilizando a expressão U125T A temperatura deve ser expressa em kelvins e a energia em joules Se inicialmente o gás está à temperatura T300 K e em uma transformação a volume constante recebe 1 250 J de uma fonte de calor sua temperatura final será a 200 K b 300 K c 400 K d 600 K e 800 K 30 Ita 2003 Considerando um buraco negro como um sistema termodinâmico sua energia interna U varia com a sua massa M de acordo com a famosa relação de Einstein Stephen Hawking propôs que a entropia S de um buraco negro depende apenas de sua massa e de algumas constantes fundamentais da natureza Desta forma sabese que uma variação de massa acarreta uma variação de entropia dada por Supondo que não haja realização de trabalho com a variação de massa assinale a alternativa que melhor representa a temperatura absoluta T do buraco negro 31 Puccamp 2002 Considere as seguintes transformações que envolvem substâncias químicas que podem ocorrer de uma situação inicial a uma situação final combustão compressão mudança de estado físico expansão variação de entalpia Quantas dessas transformações estão envolvidas no funcionamento da máquina a vapor a 1 b 2 c 3 d 4 e 5 32 Pucmg 2004 A respeito do que faz um refrigerador podese dizer que a produz frio b anula o calor c converte calor em frio d remove calor de uma região e o transfere a outra 33 Pucpr 2006 Uma máquina térmica operando em um ciclo de Carnot trabalha entre as temperaturas de 73 C e 227 C Em cada ciclo a máquina recebe 500 J de calor da fonte quente Analise as seguintes afirmativas I O rendimento dessa máquina é de 40 II O trabalho realizado pela máquina é de 300 J III O calor rejeitado por ciclo para a fonte fria é de 200J Está correta ou estão corretas a I e II b II e III c I e III d somente II e somente III 34 Uel 2003 O reator utilizado na Usina Nuclear de Angra dos Reis Angra II é do tipo PWR Pressurized Water Reactor O sistema PWR é constituído de três circuitos o primário o secundário e o de água de refrigeração No primeiro a água é forçada a passar pelo núcleo do reator a pressões elevadas 135 atm e à temperatura de 320C Devido à alta pressão a água não entra em ebulição e ao sair do núcleo do reator passa por um segundo estágio constituído por um sistema de troca de calor onde se produz vapor de água que vai acionar a turbina que transfere movimento ao gerador de eletricidade Na figura estão indicados os vários circuitos do sistema PWR Considerando as trocas de calor que ocorrem em uma usina nuclear como Angra II é correto afirmar a O calor removido do núcleo do reator é utilizado integralmente para produzir trabalho na turbina b O calor do sistema de refrigeração é transferido ao núcleo do reator através do trabalho realizado pela turbina c Todo o calor fornecido pelo núcleo do reator é transformado em trabalho na turbina e por isso o reator nuclear tem eficiência total 6 d O calor do sistema de refrigeração é transferido na forma de calor ao núcleo do reator e na forma de trabalho à turbina e Uma parte do calor fornecido pelo núcleo do reator realiza trabalho na turbina e outra parte é cedida ao sistema de refrigeração 35 Uel 2003 A Usina Nuclear de Angra dos Reis Angra II está projetada para uma potência de 1309 MW Apesar de sua complexidade tecnológica é relativamente simples compreender o princípio de funcionamento de uma usina nuclear pois ele é similar ao de uma usina térmica convencional Sobre o assunto considere as afirmativas apresentadas a seguir I Na usina térmica o calor gerado pela combustão do carvão do óleo ou do gás vaporiza a água em uma caldeira Esse vapor aciona uma turbina acoplada a um gerador e este produz eletricidade II O processo de fusão nuclear utilizado em algumas usinas nucleares é semelhante ao processo da fissão nuclear A diferença entre os dois está na elevada temperatura para fundir o átomo de Urânio235 III Na usina nuclear o calor é produzido pela fissão do átomo do Urânio235 por um nêutron no núcleo do reator IV Na usina nuclear o calor é produzido pela reação em cadeia da fusão do átomo do Urânio235 com um nêutron São corretas apenas as afirmativas a I e III b II III e IV c I II e IV d II e III e III e IV 36 Uel 2005 Uma das grandes contribuições para a ciência do século XIX foi a introdução por Sadi Carnot em 1824 de uma lei para o rendimento das máquinas térmicas que veio a se transformar na lei que conhecemos hoje como Segunda Lei da Termodinâmica Na sua versão original a afirmação de Carnot era todas as máquinas térmicas reversíveis ideais operando entre duas temperaturas uma maior e outra menor têm a mesma eficiência e nenhuma máquina operando entre essas temperaturas pode ter eficiência maior do que uma máquina térmica reversível ideal Com base no texto e nos conhecimentos sobre o tema é correto afirmar a A afirmação como formulada originalmente vale somente para máquinas a vapor que eram as únicas que existiam na época de Carnot b A afirmação de Carnot introduziu a idéia de Ciclo de Carnot que é o ciclo em que operam ainda hoje nossas máquinas térmicas c A afirmação de Carnot sobre máquinas térmicas pode ser encarada como uma outra maneira de dizer que há limites para a possibilidade de aprimoramento técnico sendo impossível obter uma máquina com rendimento maior do que a de uma máquina térmica ideal d A afirmação de Carnot introduziu a idéia de Ciclo de Carnot que veio a ser o ciclo em que operam ainda hoje nossos motores elétricos e Carnot viveu em uma época em que o progresso técnico era muito lento e sua afirmação é hoje desprovida de sentido pois o progresso técnico é ilimitado 37 Ufal 2000 Analise as proposições a seguir Máquina térmica é um sistema que realiza transformação cíclica depois de sofrer uma série de transformações ela retorna ao estado inicial É impossível construir uma máquina térmica que transforme integralmente calor em trabalho O calor é uma forma de energia que se transfere espontaneamente do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura É impossível construir uma máquina térmica que tenha um rendimento superior ao da Máquina de Carnot operando entre as mesmas temperaturas Quando um gás recebe 400 J de calor e realiza um trabalho de 250 J sua energia interna sofre um aumento de 150 J 38 Ufc 2003 A eficiência de uma máquina de Carnot que opera entre a fonte de temperatura alta T1 e a fonte de temperatura baixa T2 é dada pela expressão n 1 T2T1 em que T1 e T2 são medidas na escala absoluta ou de Kelvin Suponha que você dispõe de uma máquina dessas com uma eficiência n 30 Se você dobrar o valor da temperatura da fonte quente a eficiência da máquina passará a ser igual a a 40 b 45 c 50 d 60 e 65 39 Ufc 2006 Analise as afirmações a seguir I A variação de entropia do fluido operante num ciclo completo de uma máquina térmica de Carnot é igual a Q1T1 II O trabalho necessário para efetivar uma certa mudança de estado num sistema é independente do caminho seguido pelo sistema quando este evolui do estado inicial para o estado final III De acordo com a segunda Lei da Termodinâmica e de observações relativas aos processos reversíveis e irreversíveis concluise que as entropias inicial e final num processo adiabático reversível são iguais e que se o processo for adiabático irreversível a entropia final será maior que a inicial Com respeito às três afirmativas é correto afirmar que apenas a I é verdadeira b II é verdadeira c III é verdadeira d I e II são verdadeiras e II e III são verdadeiras 40 Uff 2002 Se olharmos ao redor perceberemos como o mundo evoluiu a partir do século XVIII e início do XIX com a Revolução Industrial O advento da máquina em suas variadas formas alargou os horizontes do homem proporcionando novos recursos para o desenvolvimento urbano e industrial desde as descobertas de fontes de 7 energia até a expansão de mercados e de territórios dentro e fora da Europa O esquema a seguir representa o ciclo de operação de determinada máquina térmica cujo combustível é um gás Quando em funcionamento a cada ciclo o gás absorve calor Q1 de uma fonte quente realiza trabalho mecânico W e libera calor Q2 para uma fonte fria sendo a eficiência da máquina medida pelo quociente entre W e Q1 Uma dessas máquinas que a cada ciclo realiza um trabalho de 30 104 J com uma eficiência de 60 foi adquirida por certa indústria Em relação a essa máquina concluise que os valores de Q1 de Q2 e da variação da energia interna do gás são respectivamente 41 Ufg 2004 Para cozinhar uma certa quantidade de feijão em uma panela de pressão gastamse 45min Para cozinhar a mesma quantidade em uma panela comum gastase 1h40min Em relação ao uso da panela comum supondo que o fogão forneça a mesma potência às duas panelas quanta energia é POUPADA pelo uso da panela de pressão a 35 b 45 c 50 d 55 e 65 42 Ufmg 2005 Atualmente a energia solar está sendo muito utilizada em sistemas de aquecimento de água Nesses sistemas a água circula entre um reservatório e um coletor de energia solar Para o perfeito funcionamento desses sistemas o reservatório deve estar em um nível superior ao do coletor como mostrado na Figura 1 No coletor a água circula através de dois canos horizontais ligados por vários canos verticais A água fria sai do reservatório entra no coletor onde é aquecida e retorna ao reservatório por convecção Nas quatro alternativas estão representadas algumas formas de se conectar o reservatório ao coletor As setas indicam o sentido de circulação da água Assinale a alternativa em que estão CORRETAMENTE representados o sentido da circulação da água e a forma mais eficiente para se aquecer toda a água do reservatório 43 Ufrn 2003 Na cidade de Alto do Rodrigues está sendo construída a TermoAçu primeira usina termelétrica do estado com capacidade para produzir até 70 da energia elétrica total consumida no Rio Grande do Norte O princípio básico de funcionamento dessa usina é a combustão de gás natural para aquecer água que uma vez aquecida se transformará em vapor e finalmente será utilizada para mover as pás giratórias de uma turbina A produção da energia elétrica será feita acoplandose ao eixo da turbina algumas bobinas imersas em um campo magnético Considere que em cada ciclo dessa máquina termelétrica real se tenha Q o calor produzido na combustão do gás W a energia mecânica nas turbinas obtida a partir da alta pressão do vapor acionando as pás giratórias E a energia elétrica produzida e disponibilizada aos consumidores Para a situação descrita é correto afirmar a Q W E b Q W E c Q W E d Q W E 44 Ufrn 2005 Observe atentamente o processo físico representado na seqüência de figuras a seguir Considere para efeito de análise que a casinha e a bomba constituem um sistema físico fechado Note que tal processo é iniciado na figura 1 e é concluído na figura 3 Podese afirmar que no final dessa seqüência a ordem do sistema é a maior que no início e portanto durante o processo representado a entropia do sistema diminui 8 b maior que no início e portanto durante o processo representado a entropia do sistema aumentou c menor que no início e portanto o processo representado é reversível d menor que no início e portanto o processo representado é irreversível 45 Ufrs 2001 Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas no parágrafo abaixo na ordem em que elas aparecem A entropia de um sistema termodinâmico isolado nunca se o sistema sofre uma transformação reversível sua entropia se o sistema sofre uma transformação irreversível sua entropia a aumenta permanece constante diminui b aumenta diminui permanece constante c diminui aumenta aumenta d diminui permanece constante aumenta e diminui permanece constante permanece constante 46 Ufsc 2004 No século XIX o jovem engenheiro francês Nicolas L Sadi Carnot publicou um pequeno livro Reflexões sobre a potência motriz do fogo e sobre os meios adequados de desenvolvêla no qual descrevia e analisava uma máquina ideal e imaginária que realizaria uma transformação cíclica hoje conhecida como ciclo de Carnot e de fundamental importância para a Termodinâmica Assinale as proposiçãoões CORRETAS a respeito do ciclo de Carnot 01 Por ser ideal e imaginária a máquina proposta por Carnot contraria a segunda lei da Termodinâmica 02 Nenhuma máquina térmica que opere entre duas determinadas fontes às temperaturas T1 e T2 pode ter maior rendimento do que uma máquina de Carnot operando entre essas mesmas fontes 04 Uma máquina térmica operando segundo o ciclo de Carnot entre uma fonte quente e uma fonte fria apresenta um rendimento igual a 100 isto é todo o calor a ela fornecido é transformado em trabalho 08 O rendimento da máquina de Carnot depende apenas das temperaturas da fonte quente e da fonte fria 16 O ciclo de Carnot consiste em duas transformações adiabáticas alternadas com duas transformações isotérmicas 47 Ufsc 2005 O uso de combustíveis não renováveis como o petróleo tem sérias implicações ambientais e econômicas Uma alternativa energética em estudo para o litoral brasileiro é o uso da diferença de temperatura da água na superfície do mar fonte quente e de águas mais profundas fonte fria em uma máquina térmica para realizar trabalho Desconsidere a salinidade da água do mar para a análise das respostas Assinale as proposiçãoões CORRETAS 01 Supondo que a máquina térmica proposta opere em um ciclo de Carnot teremos um rendimento de 100 pois o ciclo de Carnot corresponde a uma máquina térmica ideal 02 Uma máquina com rendimento igual a 20 de uma máquina ideal operando entre 7 C e 37 C terá um rendimento menor que 10 04 Na situação apresentada a temperatura mais baixa da água é de aproximadamente 4 C pois ao contrário da maioria dos líquidos nesta temperatura a densidade da água é máxima 08 É impossível obter rendimento de 100 mesmo em uma máquina térmica ideal pois o calor não pode ser transferido espontaneamente da fonte fria para a fonte quente 16 Não é possível obtermos 100 de rendimento mesmo em uma máquina térmica ideal pois isto viola o princípio da conservação da energia 48 Ufscar 2006 Inglaterra século XVIII Hargreaves patenteia sua máquina de fiar Arkwright inventa a fiandeira hidráulica James Watt introduz a importantíssima máquina a vapor Tempos modernos C Alencar L C Ramalho e M V T Ribeiro História da Sociedade Brasileira As máquinas a vapor sendo máquinas térmicas reais operam em ciclos de acordo com a segunda lei da Termodinâmica Sobre estas máquinas considere as três afirmações seguintes I Quando em funcionamento rejeitam para a fonte fria parte do calor retirado da fonte quente II No decorrer de um ciclo a energia interna do vapor de água se mantém constante III Transformam em trabalho todo calor recebido da fonte quente É correto o contido apenas em a I b II c III d I e II e II e III 49 Ufsm 2003 Considere as afirmações I É impossível construir uma máquina térmica que operando em ciclos retire energia na forma de calor de uma fonte transformandoa integralmente em trabalho II Refrigeradores são dispositivos que transferem energia na forma de calor de um sistema de menor temperatura para outro de maior temperatura 9 III A energia na forma de calor não passa espontaneamente de um corpo de menor temperatura para outro de maior temperatura Estáão corretas a apenas I b apenas II c apenas I e III d apenas II e III e I II e III 50 Ita 2004 Um recipiente cilíndrico vertical é fechado por meio de um pistão com 800 kg de massa e 600cm2 de área que se move sem atrito Um gás ideal contido no cilindro é aquecido de 30C a 100C fazendo o pistão subir 200 cm Nesta posição o pistão é fixado enquanto o gás é resfriado até sua temperatura inicial Considere que o pistão e o cilindro encontramse expostos à pressão atmosférica Sendo Q1 o calor adicionado ao gás durante o processo de aquecimento e Q2 o calor retirado durante o resfriamento assinale a opção correta que indica a diferença Q1 Q2 a 136 J b 120 J c 100 J d 16 J e 0 J 51 Ita 2006 Um moI de um gás ideal ocupa um volume inicial Vo à temperatura To e pressão Po sofrendo a seguir uma expansão reversível para um volume V1 Indique a relação entre o trabalho que é realizado por i Wi num processo em que a pressão é constante ii Wii num processo em que a temperatura é constante iii Wiii num processo adiabático 52 Pucrs 2005 Considere a figura a seguir que representa as variações da pressão de um gás cujo comportamento é descrito pela equação de estado do gás ideal em função do seu volume O gás passa sucessivamente pelos estados 1 2 e 3 retornando ao estado 1 Considerando que entre os estados 1 e 2 a transformação é adiabática ocorre troca de calor com o ambiente a somente entre 1 e 2 b somente entre 2 e 3 c somente entre 3 e 1 d entre 1 e 2 e entre 2 e 3 e entre 2 e 3 e entre 3 e 1 53 Pucsp 2004 Uma amostra de gás ideal sofre o processo termodinâmico cíclico representado no gráfico a seguir Ao completar um ciclo o trabalho em joules realizado pela força que o gás exerce nas paredes do recipiente é a 6 b 4 c 2 d 4 e 6 54 Uerj 2004 Considere um gás ideal cujas transformações I II e III são mostradas no diagrama P V a seguir Essas transformações I a III são denominadas respectivamente de a adiabática isobárica isométrica b isométrica isotérmica isobárica c isobárica isométrica adiabática d isométrica adiabática isotérmica 55 Uerj 2004 Observe o ciclo mostrado no gráfico P V a seguir 10 Considerando este ciclo completo o trabalho realizado em joules vale a 1500 b 900 c 800 d 600 56 Ufal 2006 Um gás sofre a transformação termodinâmica cíclica ABCA representada no gráfico p V No trecho AB a transformação é isotérmica Analise as afirmações A pressão no ponto A é 25 105 Nm2 No trecho AB o sistema não troca calor com a vizinhança No trecho BC o trabalho é realizado pelo gás e vale 20 104 J No trecho CA não há realização de trabalho Pelo gráfico o trabalho realizado pelo gás no ciclo ABCA é maior do que 40 104 J 57 Ufes 2004 Uma certa quantidade de gás ideal é levada de um estado inicial a um estado final por três processos distintos representados no diagrama PxV da figura a seguir O calor e o trabalho associados a cada processo são respectivamente Q1 e W1 Q2 e W2 Q3 e W3 Está correto afirmar que 58 Ufjf 2003 Um mol de gás ideal sofre uma expansão isotérmica representada no diagrama PV da figura do estado inicial 1 ao estado final 2 Escolha a alternativa correta Durante este processo a o gás aumenta de volume e se resfria b a temperatura do gás se mantém constante mas é preciso fornecer calor ao gás c no processo isotérmico não há fluxo de calor d a temperatura do gás diminui e o gás realiza trabalho e o volume do gás aumenta a pressão diminui e a temperatura aumenta 59 Ufms 2005 Sobre a equação de estado de um gás ideal pV nRT onde p pressão V volume n número de mols R constante universal e T temperatura é correto afirmar que 01 a temperatura tem que ser utilizada em Kelvin 02 a constante universal tem o mesmo valor qualquer que seja o sistema de medidas 04 na transformação isotérmica pressão e volume são grandezas diretamente proporcionais 08 a constante universal não tem unidade de medida 16 na transformação isobárica volume e temperatura são grandezas diretamente proporcionais Soma 60 Ufpr 2004 Um gás ideal está contido no interior de um recipiente cilíndrico provido de um pistão conforme a figura abaixo Considere que inicialmente o gás esteja a uma pressão p a uma temperatura T e num volume V Com base nesses dados e nas leis da termodinâmica é correto afirmar 11 01 Em uma transformação adiabática o gás absorve calor do meio externo 02 A energia interna do gás permanece constante em uma transformação isotérmica 04 Em uma expansão isobárica a energia interna do gás diminui 08 Em uma transformação isovolumétrica a variação da energia interna do gás é igual à quantidade de calor que o gás troca com o meio externo 16 Podese diminuir a pressão do gás mediante a realização de uma expansão isotérmica Soma 61 Ufpr 2006 O gás que circula num compressor de geladeira executa um ciclo termodinâmico no sentido anti horário como o apresentado na figura a seguir Sabendo que a transformação C é adiabática considere as seguintes afirmativas I A transformação A ocorre a volume constante e nenhum trabalho é realizado II A transformação B é isobárica e o meio externo realiza trabalho sobre o gás III Não há trocas de calor na transformação C IV A temperatura na transformação C é constante Assinale a alternativa correta a Somente as afirmativas I e III são verdadeiras b Somente as afirmativas I e II são verdadeiras c Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras d Somente as afirmativas I II e III são verdadeiras e Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras 62 Ufrrj 2004 Um gás ideal sofre as transformações AB BC CD e DA de acordo com o gráfico a seguir Através da análise do gráfico assinale adiante a alternativa correta a Na transformação CD o trabalho é negativo b A transformação AB é isotérmica c Na transformação BC o trabalho é negativo d A transformação DA é isotérmica e Ao completar o ciclo a energia interna aumenta 63 Ufrrj 2005 Certa massa gasosa contida num reservatório sofre uma transformação termodinâmica no trecho AB O gráfico mostra o comportamento da pressão P em função do volume V O módulo do trabalho realizado pelo gás na transformação do trecho AB é de a 400J b 800J c 40kJ d 80kJ e 600J 64 Ufsm 2003 A figura representa no diagrama PxV a expansão isotérmica que um mol de gás ideal sofre ao receber 1728J de energia na forma de calor O trabalho realizado na expansão de 1 m3 para 2 m3 é em J a 0 b 270 c 870 d 1728 e 1870 12 65 Ufv 2004 Três processos termodinâmicos ocorrendo num sistema constituído por um gás ideal são representados no diagrama pressão P versus volume V a seguir Os processos são 12 isobárico 13 isotérmico e 14 adiabático O sistema realiza trabalho em cada um dos processos É CORRETO afirmar que a no processo isotérmico há troca de calor com o sistema b no processo adiabático a energia interna do sistema aumentou c no processo isobárico não há troca de calor com o sistema d para realizar trabalho é necessário haver troca de calor com o sistema e no processo isotérmico o trabalho realizado é maior que no processo isobárico 66 Unesp 2005 Um gás ideal é submetido às transformações AB BC CD e DA indicadas no diagrama PxV apresentado na figura Com base nesse gráfico analise as afirmações I Durante a transformação AB a energia interna se mantém inalterada II A temperatura na transformação CD é menor do que a temperatura na transformação AB IIINa transformação DA a variação de energia interna é igual ao calor absorvido pelo gás Dessas três afirmações estão corretas a I e II apenas b III apenas c I e III apenas d II e III apenas e I II e III 67 Unifesp 2004 O diagrama PV da figura mostra a transição de um sistema termodinâmico de um estado inicial A para o estado final B segundo três caminhos possíveis O caminho pelo qual o gás realiza o menor trabalho e a expressão correspondente são respectivamente 68 Unifesp 2005 A figura 1 ilustra duas transformações de um gás ideal contido num cilindro de paredes adiabáticas Em I através de uma base diatérmica que permite a passagem do calor o gás recebe calor e faz o êmbolo também construído de material adiabático subir livremente aumentando seu volume de Vo a V atingindo a temperatura T Nesse estado a fonte quente é retirada e substituída por um reservatório térmico à mesma temperatura T do gás Em seguida na transformação II colocamse grãos de areia sobre o êmbolo lentamente para que o gás possa manterse em equilíbrio térmico com o reservatório Nessas condições o êmbolo baixa até que o gás volte a ocupar o mesmo volume Vo do início Considere desprezíveis as variações da pressão atmosférica O diagrama p V que melhor representa essas duas transformações é o da figura 69 Pucrs 2005 A temperatura de um gás é diretamente proporcional à energia cinética das suas partículas Portanto dois gases A e B na mesma temperatura cujas partículas tenham massas na proporção de mAmB41 terão as energias cinéticas médias das suas partículas na proporção EcAEcB igual a a 14 b 12 c 1 d 2 e 4 70 Unesp 2006 Um gás ideal confinado no interior de um pistão com êmbolo móvel é submetido a uma transformação na qual seu volume é reduzido à quarta parte do seu volume 13 inicial em um intervalo de tempo muito curto Tratandose de uma transformação muito rápida não há tempo para a troca de calor entre o gás e o meio exterior Podese afirmar que a transformação é a isobárica e a temperatura final do gás é maior que a inicial b isotérmica e a pressão final do gás é maior que a inicial c adiabática e a temperatura final do gás é maior que a inicial d isobárica e a energia interna final do gás é menor que a inicial e adiabática e a energia interna final do gás é menor que a inicial RESPOSTAS 1 Observe a equação adiante 2 8 J 3 16N 4 a Wa 05 J Wg 05 J b 5 5 kg 6 a 415J b 10K ou 10C 7 a 70 b variação de entropia nula 8 a 13 104 J b t 4500 s 9 4Vop2 p1 10 a 1 b 15pAVA c zero d 15pAVA 11 a QAB 3500J QAC 2325 J QCA 0 b WCA 225 J 12 A variação da energia interna é nula 13 80 J 14 Qtot Wtot 90 J 15 Como os estados iniciais e finais dos dois processos são respectivamente iguais a variação de energia interna será a mesma nos dois Pela 1 Lei da Termodinâmica temos QWU Como a variação de U é igual em I e II haverá mais calor absorvido onde o trabalho realizado for maior O trabalho no diagrama pV é representado pela área sob o gráfico do processo Assim sendo vêse que o trabalho e conseqüentemente o calor trocado é maior em II 16 E 17 A 18 D 19 C 20 D 21 D 22 E 23 C 24 A 25 E 26 A 27 C 28 A 29 C 30 D 31 E 32 D 33 B 34 E 35 A 36 C 37 V V V V V 38 E 39 C 40 D 41 D 42 D 43 B 44 A 45 D 46 02081626 47 02 04 08 14 48 A 49 E 50 A 51 D 52 E 53 B 54 B 55 A 56 V F F V F 57 C 58 B 59 01 16 17 60 02 08 16 26 61 A 62 A 63 C 64 D 65 A 66 E 67 B 68 A 69 C 70 C