P1 - Física 3 iii - Termodinâmica - Prof Sérgio Teixeira durão

Recuperação Prova I-F501183 - sem 2-2016\nNome: ___\n___\nN. de Matrícula: 26353\nTurma: ___\nEm todas as questões: Explique seu raciocínio e os cálculos realizados!\nBOA SORTE!\n\nQuestão 1 (2,5 pontos)\nUm cilindro é fechado por um pistão conectado a uma mola de constante elástica 2,00 x 10^3 N/m. Enquanto a mola é relaxada, o cilindro é cheio de 5,00 x 10^-3 m³ de gás a uma pressão de 1 atm e uma temperatura de 20,0°C. (a) Se o pistão tem uma área transversal de 0,0100 m², e uma massa de kg, a que altura ele subirá se a temperatura aumentar para 250°C? (b) Qual a pressão do gás a 250°C? Use 1 atm = 1x10^5 Pa\n\nV1 = 5x10^-3 m³\nP1 = 1 atm\nT1 = 20°C = 293 K\n\nh1 = 0,5 m\nh1 -> P1V1\nh1 -> 5x10^-3\nh1 -> 2,924x10^-3\n\nΔH = h2 - h1 = 0,39 m = ΔH\n\nV2 = A.h2 = 0,02 m²; 0,80 m = 3,16x10^-3 m³\n\nP2 = P1.V1/T1 = 5x10^-3\n\n→ A\n\n\n\n\n Questão 2 (2,5 pontos)\nUma bolha de ar de volume igual a 20 cm³ está no fundo de um lago a 40 m de profundidade, onde a temperatura é 4,0°C. A bolha sobe para a superfície que está a uma temperatura de 20°C. Tome a temperatura do ar da bolha como a mesma que a da água circundante. Quando a bolha atinge a superfície, qual é o seu volume?\n\nV0 (fácil)\nP1 = ρ atm + Págua\nP1 = 1 + 1,03 = 5,03 atm\nT0 = 14° C = 277 K\nV0 = 20 cm³\n\nP2 = P1 atm como cada 52 m\nV2 = ?\n\nP1.V1/T1 = P2.V2/T2\n5,08.20 = V2\n\nV2 = 107,5 cm³\n Questão 3 (2,5 pontos)\nA figura abaixo mostra um cilindro contendo gás, o qual é fechado por um pistão móvel. O cilindro é mantido submerso numa mistura de gelo-água. O pistão é rapidamente empurrado para baixo e o gás atinge a temperatura da mistura de gelo-água. Em seguida, o pistão é lentamente levado de volta para a posição 1. Figura abaixo representa um diagrama P-V para o processo. Se 100 g de gelo derretém durante o ciclo, quanto trabalho foi feito sobre o gás? L=333/8\n\nNo ciclo ΔU = 0, portanto, e trabalho ano qual é a varsdi calor Q.\nQ = W + ΔU (1º lei)\n\nPelo derretimento do gelo:\nQ = Lf.m = 333,3*100g = 33,3 kJ\n\nW = 33,3 kJ 25\nQuestão 4 (2,5 pontos)\nNa figura, uma amostra de gás expande-se a partir de V_0 = 4,0 V. enquanto a sua pressão diminui de P_0 para P_4/0. Se V_f = 1,0 m^3 e P_f = 40 Pa, quanto trabalho é feito pelo gás em cada uma de suas mudanças de pressão com o volume através (a) do percurso A, (b) caminho B, e (c) caminho C?\nA) O trabalho é realizado (para no bara instívo (P-V)\nW = P·ΔV\nW A = P_0·(V_f - V_0)\n= 3·1·40 \n= 120 J\nB) O trabalho é dado pelo área do trajeto\nW = (P_0 + P_f)·(V_f - V_0)\n= (40 + 10)·(4 - 1)\n= 75 J\nC) W = P·ΔV (parte invisivíl ρ = PA)\nW = P_0/4 · (V_f - V_0) = 3/4·V_0·P_0 = 30 J