Lista de Exercícios Resolvidos Fisica Geral III Termodinamica e Gases Ideais

IFSertãoPE Campus Serra Talhada Disciplina Física Geral III Data Estudante CPFMatrícula Curso Exercícios de revisão 1ª Uma amostra de 10 kg de uma sustância é aquecida em um forno que mantém a taxa de transferência de calor constante A figura abaixo mostra a temperatura T em função do tempo t durante o aquecimento da amostra Sabendo que durante o processo a amostra evapora e que seu calor específico durante o estado líquido é 3000 JKg K Determine a 10 pontos o calor de vaporização da amostra b 10 pontos o calor específico da substân cia na fase gasosa 2ª Uma amostra de um gás ideal é submetida ao ciclo mostrado abaixo No ponto C a temperatura do gás é TC 300 K Dado R 831 Jmol K Determine a 5 pontos quantos mols do gás estão presentes na amostra b 10 pontos a temperatura do gás nos pontos A B e D c 5 pontos o trabalho líquido realizado pela máquina térmica d 10 pontos a quantidade e calor adicionada ao gás ao ser completado o ciclo Victor Hugo de Holanda Cavalcanti 1 3ª Gases ideais representam um modelo para gases reais e seu estudo foi importante para o conhe cimento das leis da termodinâmica e o desenvolvimento das máquinas térmicas Sobre gases ideais e as leis da termodinâmica analise as afirmações abaixo I a variação da energia interna de um gás ideal depende se a transformação é feita de forma adiabática ou isotérmica II a energia interna de um gás ideal é função apenas da sua temperatura III a segunda lei da termodinâmica afirma que a entropia de um sistema fechado sempre aumenta em transformações irreversíveis IV as moléculas de um gás ideal interagem entre si através de pontes de hidrogênio Estão corretas as afirmações a apenas I e III b apenas II e III c apenas I II e III d apenas I II e IV e todas 4ª Três barras retangulares de mesmas dimensões e feitas do mesmo material são soldadas lado a lado pelas faces de menor área e mantidas à uma temperatura T1 0 C do lado esquerdo e T2 100 C do lado direito como mostrado na figura a ao lado Em 05 min 45 J de ca lor são conduzidos a uma taxa constante do lado direito para o lado esquerdo Que tempo seria necessário para conduzir a mesma quantidade de calor se as placas fos sem soldadas pelas faces de maior área como na figura b 5ª A velocidade quadrática média das moléculas de um gás ideal é dada por vrms 3RTM05 onde R é a constante dos gases ideais T é a temperatura e M é a massa molar do gás Se os elétrons em uma estrela puderem ser considerados como moléculas de um gás determine a temperatura da estrela se seus elétrons viajassem a na velocidade do som no ar b na velocidade da luz c 6ª Uma máquina de Stirling é preparada em um laboratório usando 100 mols de um gás monoatô mico A máquina funciona em quatro tempos sendo duas transformações isotérmicas uma com temperatura T1 200 K e outro com temperatura T2 100 K e duas isovolumétricas quando o gás atinge os volumes de 20 m3 e 40 m3 como mostra a figura abaixo Determine a 10 pontos o calor trocado em cada etapa do ciclo cuido com os sinais Victor Hugo de Holanda Cavalcanti 2 b 10 pontos o trabalho realizado em cada etapa do ciclo cuido com os sinais c 10 pontos a variação de energia interna e da entropia em cada etapa do ciclo d 5 pontos o rendimento da máquina térmica 7ª Um bloco de gelo de massa m 500 g e inicialmente a 100 C recebe uma quantidade de calor e se funde se transformando em água líquida a 10 C a 10 pontos determine a quantidade de calor cedida ao bloco de gelo b 10 pontos qual seria o estado final da amostra e sua temperatura se fosse fornecido apenas 100 kJ 8ª Dois cubos de lado l 10 cm feitos um de cobre e outro de chumbo são colocados dentro de um recipiente isolante Sabendo que ambos estão em contato um com o outro e que a temperatura inicial do cubo de cobre é de 5 ºC e a do de chumbo é de 15 ºC determine a a temperatura final do conjunto b a variação de entropia de cada cubo Dados uteis cgelo 2220 JKg K Lgelo 333 kJK cgua 4186 JKg K Na 602 1023 partículasmol massa do elétron 911 1031 kg R 831 Jmol K vsom 340 ms c 3 108 ms Tipo de gás CV CP CV R monoatômico 3 2R 5 2R diatômico 5 2R 7 2R poliatômico 6 2R 4R Tabela 1 Calores específicos molares Victor Hugo de Holanda Cavalcanti 3