Primeiro Princípio da Termodinâmica ou Princípio da Conservação da energia

Exercícios

01-(PUC-RS) 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 mA/mB=4/1, terão as energias cinéticas médias das suas partículas na proporção EcA/EcB igual a

a) 1/4                           b) 1/2                                  c) 1                                d) 2                            e) 4

 

02-(PUC-MG) A pressão que um gás exerce, quando mantido em um recipiente fechado, se deve:

a) ao choque entre as moléculas do gás.                                       b) à força de atração entre as moléculas.

c) ao choque das moléculas contra as paredes do recipiente.    d) à força com que as paredes atraem as moléculas.

 

03-(UnB-DF) Uma das atividades importantes realizadas pelos químicos é o estudo de propriedades químicas macroscópicas observadas em substâncias simples e compostas. A constatação de regularidades permite ao químico elaborar teorias para explicar, ao nível microscópico, essas propriedades. O estudo das propriedades macroscópicas dos gases permitiu o desenvolvimento da

teoria cinético-molecular, a qual explica, ao nível microscópico, o comportamento dos gases. A respeito dessa teoria, julgue os itens que se seguem.

01. O comportamento dos gases está relacionado ao movimento uniforme e ordenado de suas moléculas.

02. A temperatura de um gás é uma medida da energia cinética de suas moléculas.

03. Os gases ideais não existem, pois são apenas modelos teóricos em que o volume das moléculas e suas interações são considerados desprezíveis.

 04. A pressão de um gás dentro de um recipiente está associada às colisões das moléculas do gás com as paredes do recipiente.

 

04-(UFMS-MS) Para sentirmos o cheiro de alguma substância, é necessário que algumas moléculas dessa substância sejam inaladas. Se um vidro de amônia for aberto no canto (A) de uma sala fechada (sem vento), e se estivermos em um outro canto (B) diametralmente oposto, levará algum tempo para sentirmos o cheiro de amônia (veja a figura). Com relação ao movimento das moléculas de amônia, que saíram do vidro depois de aberto e estão em equilíbrio térmico com o ambiente, é correto afirmar:

(01) A velocidade média das moléculas de amônia é maior que a das moléculas de ar de maior massa molecular que a de amônia.

(02) Se colocarmos um alto-falante ligado no canto (A) e atrás do vidro de amônia, de maneira que as frentes de ondas sonoras propaguem para o ponto (B), a velocidade de deslocamento das moléculas de amônia aumentará, porque o som arrastará essas moléculas para o ponto (B) mais rapidamente.

(04) A velocidade de agitação das moléculas de amônia, que estão no interior da sala, depende da temperatura da sala.

(08) Se houver uma perturbação na pressão em algum ponto no interior da sala, essa perturbação de pressão chegará, simultaneamente, a todos os pontos da sala.

(16) A pressão, no interior da sala, está relacionada com a freqüência e a intensidade das colisões entre as moléculas.

 

05-(UFC-CE) Um recipiente contém uma mistura de um gás ideal X, cuja massa molar é MX, com um gás ideal Y, cuja massa molar

 é MY, a uma dada temperatura T. Considere as afirmações a seguir:

I. A energia cinética média das moléculas dos gases ideais X e Y depende apenas da temperatura absoluta em que se encontram.

II. A velocidade média das moléculas dos gases ideais X e Y depende da temperatura absoluta em que se encontram e da natureza de cada gás.

III. Se MX > MY, a velocidade média das moléculas do gás ideal X é maior que a velocidade média do gás ideal Y.

Assinale a alternativa correta.

a) Apenas I é verdadeira.                    b) Apenas I e II são verdadeiras.                   c) Apenas I e III são verdadeiras.

d) Apenas II e III são verdadeiras.      e) I, II e III são verdadeiras.

 

06-(UEMS-MS) Assinale a alternativa correta:

a) A primeira lei da termodinâmica diz respeito à dilatação térmica.

b) Na mudança de estado de um gás, sempre há realização de trabalho.

c) Quando um corpo recebe calor, sua temperatura necessariamente se eleva.

d) No vácuo, a única forma de transmissão de calor é por condução.

e) Transformação isotérmica é uma transformação gasosa na qual a pressão (P) e o volume  (V) do gás variam e a temperatura (T) é mantida constante.

 

07-(UFRN-RN) 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 d'água. 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.

d) que, ao escaparem do líquido, diminuem a pressão atmosférica, aumentando, assim, a pressão no interior da quartinha.

 

08- (UFSC-SC) Com relação aos conceitos de calor, temperatura e energia interna, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

(01) Associa-se a existência de calor a qualquer corpo, pois todo corpo possui calor.

(02) Quando as extremidades de uma barra metálica estão a temperaturas diferentes, a extremidade submetida à temperatura maior contém mais calor do que a outra.

(04) Calor é a energia contida em um corpo.

(08) Para se admitir a existência de calor são necessários, pelo menos, dois sistemas.

(16) Duas esferas de mesmo material e de massas diferentes, após ficarem durante muito tempo em um forno a 160 °C, são retiradas deste e imediatamente colocadas em contato. Logo em seguida, pode-se afirmar, o calor contido na esfera de maior massa passa para a de menor massa.

(32) Se colocarmos um termômetro, em um dia em que a temperatura está a 25 °C, em água a uma temperatura mais elevada, a energia interna do termômetro aumentará.

 

09- (ITA-SP) Sejam o recipiente (1), contendo 1 mol de H2 (massa molecular M = 2) e o recipiente (2) contendo 1 mol 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.

 

10-(UFMS-MS) 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.

 

11-(CFT-MG) Durante a compressão de um sistema gasoso, sob a ação de uma força constante,

a) a temperatura do gás é invariável.          b) a energia interna permanece a mesma.          c) o trabalho realizado sobre o gás é negativo.          d) o calor trocado com a vizinhança é nulo.

 

12-(UFPEL-RS) De acordo com seus conhecimentos sobre Termodinâmica, analise as afirmativas abaixo.

I - Sempre que um corpo muda de fase, sob pressão constante, ele recebe ou cede calor e a sua temperatura varia.

II - Quando temos uma transformação isobárica, de uma certa massa de um gás perfeito, o aumento da temperatura fará com que aconteça um aumento de volume.

III - Uma dada massa de um gás perfeito pode receber calor sem que a sua temperatura interna aumente. Isso ocorrerá se ele realizar um trabalho igual à quantidade de calor que recebeu.

IV - Num processo de transformação isocórico a temperatura de uma certa massa de um gás permanece constante.

Dessas afirmativas, estão CORRETAS apenas

a) I e III.                   b) I, II e III.                    c) II e III.                    d) II e IV.                  e) II, III e IV.

 

13-(UFRJ-RJ) Considere certa massa de um gás ideal em equilíbrio termodinâmico. Numa primeira experiência, faz-se o gás sofrer uma expansão isotérmica durante a qual realiza um trabalho W e recebe 150J de calor do meio externo. Numa segunda experiência, faz-se o gás sofrer uma expansão adiabática, a partir das mesmas condições iniciais, durante a qual ele realiza o mesmo trabalho W.

Calcule a variação de energia interna ΔU do gás nessa expansão adiabática.

 

14-(UFU-MG) Num dado recipiente contendo um líquido, é imerso um cilindro contendo gás ideal, confinado por um êmbolo móvel, conforme as figuras adiante.

O recipiente está sobre uma fonte térmica e a base do recipiente é diatérmica, permitindo trocas de calor entre a fonte e o recipiente. As demais paredes do recipiente são adiabáticas e as paredes do cilindro que contém o gás são diatérmicas.

A fonte térmica fornece 2000 J para o sistema formado pelo líquido e o gás, conforme figura (I) acima. Devido ao calor fornecido pela fonte térmica, a temperatura do líquido aumenta de 3K, consumindo 1500 J. Por outro lado, o gás realiza uma expansão com um aumento de volume de 8 m3, a uma pressão constante de 50 N/m2, como representado na figura (II) acima.

a) Calcule o trabalho realizado pelo gás.

b) Calcule a variação da energia interna do gás.

c) Nesse processo, o que acontece com a energia cinética das partículas que compõem o gás: aumenta, diminui ou não muda? Justifique a sua resposta.

 

15-(UFRS-RS) Em uma transformação termodinâmica sofrida por uma amostra de gás ideal, o volume e a temperatura absoluta variam como indica o gráfico a seguir, enquanto a pressão se mantém igual a 20 N/m2.

Sabendo-se que nessa transformação o gás absorve 250 J de calor, pode-se afirmar que a variação de sua energia interna é de

a) 100 J.                          b) 150 J.                                c) 250 J.                              d) 350 J.                              e) 400 J.

 

16- (UEG-GO)

                     

É sempre bom lembrar, que um copo vazio está cheio de ar.

Que o ar no copo ocupa o lugar do vinho

Que o vinho busca ocupar o lugar da dor

Que a dor ocupa a metade da verdade

A verdadeira natureza interior

Gilberto Gil. "Copo Vazio"

Tendo como referência o poema de Gilberto Gil e com base nas propriedades e leis que regem a fase gasosa, assinale a alternativa INCORRETA:

a) Um gás dilata-se muito mais com a temperatura do que um sólido ou um líquido.

b) Volumes iguais de gases diferentes, desde que nas mesmas condições de pressão e temperatura, contêm o mesmo número de moléculas.

c) A energia cinética média de translação das moléculas de um gás - qualquer que seja ele - é proporcional à sua temperatura.

d) Se for fornecida a mesma quantidade de calor a uma certa massa de gás, ela se aquecerá mais se estiver mantida num volume constante do que sob pressão constante.

e) É impossível ceder calor a um gás e sua temperatura não sofrer variação.

 

17-(UFU-MG) Dois gases ideais monoatômicos 1 e 2, com o mesmo número de mols, são, independentemente, submetidos a processos de aquecimento, sofrendo a mesma variação de temperatura. No caso do gás 1, seu volume permaneceu constante ao longo do processo; no caso do gás 2, sua pressão não variou. Considerando que Q1, W1 e ΔU1 são, respectivamente, o calor recebido, o trabalho realizado e a variação da energia interna do gás 1; e Q2, W2 e ΔU2, são as mesmas grandezas para o gás 2, é correto afirmar que

a) ΔU1 = ΔU2; Q1 < Q2.               b) ΔU1 = ΔU2; Q1 > Q2.          c) ΔU1 > ΔU2; Q1 = Q2.          d) ΔU1 < ΔU2; Q1 = Q2.

 

18-(UFU-MG) Um gás bastante rarefeito está contido num balão de volume variável e é feito de um material que permite trocas de calor com o meio externo (paredes diatérmicas). Esse gás sofre uma transição, passando de sua configuração (inicial) 1 para uma segunda configuração (final) 2, conforme o diagrama pxV apresentado a seguir.

Dado que não ocorre nenhuma reação química entre as moléculas que compõem o gás, nessa transição de 1 para 2 podemos afirmar que:

a) O meio externo realizou um trabalho sobre o gás, e a temperatura do gás aumentou.

b) O gás realizou um trabalho para o meio externo, que é numericamente igual à região hachurada do diagrama pxV, e a energia cinética média das partículas que compõem o gás diminuiu.

c) O gás realizou um trabalho para o meio externo, que é numericamente igual à região hachurada do diagrama pxV, e a energia cinética média das partículas que compõem o gás aumentou.

d) O gás realizou um trabalho para o meio externo, que é numericamente igual à região hachurada do diagrama pxV, e a energia cinética média das partículas que compõem o gás diminuiu no mesmo valor do trabalho realizado.

 

19-(UNESP-SP) Um recipiente contendo certo gás tem seu volume aumentado graças ao trabalho de 1664 J realizado pelo gás.

Neste processo, não houve troca de calor entre o gás, as paredes e o meio exterior. Considerando que o gás seja ideal, a energia de 1 mol desse gás e a sua temperatura obedecem à relação U = 20,8T, onde a temperatura T é medida em kelvin e a energia U em joule. Pode-se afirmar que nessa transformação a variação de temperatura de um mol desse gás, em kelvin, foi de:

a) 50.                          b) - 60.                             c) - 80.                              d) 100.                          e) 90.

 

20-(UFRRJ-RJ) A figura a seguir representa o gráfico p-V de um gás, suposto ideal, que sofre primeiramente um processo isobárico, partindo do ponto A para o ponto B, e depois um processo isovolumétrico, atingindo o ponto C, que se situa sobre a mesma isoterma que A.

Calcule

a) o trabalho realizado pelo gás ao final do processo ABC;

b) o calor recebido pelo gás ao final do processo ABC.

 

21-(ENEM-MEC) 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.

 

22-(UFMG-MG) 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.

 

23-(UNESP-SP) 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 1,66 ℓ, a uma pressão constante de 105 N/m2. Considerando que nessas condições o gás se comporta como gás ideal, utilize R = 8,3 J/mol.K e calcule

a) a variação de energia interna do gás.

b) a variação de temperatura do gás.

 

24-(MACKENZIE-SP) 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.

 

25-(UFPB-PB) Um gás ideal é submetido a três transformações consecutivas, em que AB é isobárica, BC é isotérmica e CA é

adiabática, como mostra o diagrama pxV a seguir.

 

Em relação a essas transformações, identifique com V a(s) afirmativa(s) verdadeira(s) e com F, a(s) falsa(s).

(     ) Em AB, a energia interna do gás diminui.

(     ) Em BC, o gás recebe calor.

(     ) Em CA, não há variação da energia interna do gás.

A seqüência correta é:

a) VVF                           b) VFV                              c) FVF                               d) VVV                              e) FFF

 

26-(UFAL) 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 2,5 × 105 N/m2.

(     ) No trecho AB o sistema não troca calor com a vizinhança.

(     ) No trecho BC o trabalho é realizado pelo gás e vale 2,0 × 104 J.

(     ) No trecho CA não há realização de trabalho.

(     ) Pelo gráfico, o trabalho realizado pelo gás no ciclo ABCA é maior do que 4,0 × 104J.

 

 27-(UFSM-RS)

Quando um jogador "dá de bico" na bola, ela fica deformada, enquanto está em contato com a chuteira. O ar dentro da bola tem uma variação de volume num intervalo de tempo muito curto, podendo-se considerar essa variação como adiabática. Na figura, as curvas que melhor representam um processo adiabático e um isotérmico de um gás ideal são, respectivamente,

a) V e IV.                  b) IV e III.                       c) III e II.                        d) II e III.                     e) II e I.

 

28-(UFMS-MS) Uma pessoa, ao terminar de coar o café, coloca-o dentro de uma garrafa térmica, e todo o sistema café e garrafa está em equilíbrio térmico a 70° C. A garrafa térmica está fechada e não está totalmente cheia; portanto, existe um volume de ar no interior da garrafa também a 70° C nesse instante. Considere o ambiente externo a uma temperatura constante e igual a 20° C, e

que a garrafa térmica não é ideal, isto é, permite troca de calor entre seu interior e a vizinhança, mas não permite a entrada e nem a saída de ar. Depois de certo tempo, todo o sistema entra em equilíbrio térmico com o ambiente externo na temperatura de 20° C. Considere que a densidade do café não varie com a temperatura, e o volume de ar contido no interior da garrafa como um sistema termodinâmico e como um gás ideal. Assinale o diagrama que representa corretamente a transformação termodinâmica, ocorrida no ar enquanto atingia o equilíbrio térmico com a vizinhança, onde T é temperatura, V é volume e P é a pressão desse sistema.

 

29-(UNESP-SP) Um mol de gás monoatômico, classificado como ideal, inicialmente à temperatura de 60 °C, sofre uma expansão

adiabática, com realização de trabalho de 249 J. Se o valor da constante dos gases R é 8,3 J/(mol K) e a energia interna de um mol desse gás é (3/2)RT, calcule o valor da temperatura ao final da expansão.

 

30-(UFC-CE) Um recipiente cilíndrico fechado de volume V possui paredes adiabáticas e é dividido em dois compartimentos iguais por uma parede fixa, também adiabática. Em cada um dos compartimentos, encontram-se n mols de um gás ideal monoatômico.

 Suas respectivas temperaturas iniciais são T e 2T. A parede adiabática fixa é, então, liberada e pode se deslocar livremente. Com base nessas informações, analise as afirmativas seguintes.

I. Na situação final de equilíbrio, as temperaturas nos dois recipientes são iguais.

II. A parede isolante se move em direção ao compartimento que se encontrava inicialmente a uma temperatura T .

III. Se, na situação final de equilíbrio, o volume de um compartimento é o triplo do volume do outro, as temperaturas dos respectivos gases ideais monoatômicos são 9T/2 e 3T/2.

A partir das três assertivas, assinale a alternativa correta.

a) Somente I é verdadeira.        b) Somente II é verdadeira.      c) Somente III é verdadeira.      d) I e II são verdadeiras.

e) II e III são verdadeiras.

 

 31-(UNESP-SP) Um gás ideal é submetido às transformações A B, 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.

III. Na 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

 

32-(UFMT-MT) No final do séc. XIX, Ludwig Boltzmann demonstrou que é possível descrever teoricamente o comportamento de variáveis termodinâmicas macroscópicas, tais como a pressão e a temperatura, admitindo que os gases sejam constituídos por

  

 “pequenas partículas” que se movem com uma certa velocidade se chocando umas contra as outras e contra as paredes do recipiente que os contém. Até então, não haviam sido formulados os modelos contemporâneos de átomos e moléculas. Lênin manifestou sua concordância com a teoria dos gases de Boltzmann, classificando-a como “essencialmente materialista”. A teoria de Boltzmann é coerente com o materialismo marxista-leninista, pois:

a) procura demonstrar que o mundo macroscópico pode ser entendido através de propriedades microscópicas objetivas, que podem ser mensuradas sem a necessidade de explicações metafísicas;

b) Marx já havia incorporado à sua obra a suposição de que os materiais são constituídos por moléculas.

c) as máquinas térmicas idealizadas por Boltzmann poderiam ser utilizadas pelo proletariado russo como forma de fortalecer o segmento da economia a que eles pertenciam;

d) todas as teorias da Física têm bases materialistas marxistas; procura demonstrar que, da mesma forma que um gás é contido num recipiente, o Estado pode exercer forte controle sobre a população.

 

 33-(UFLA-MG) A Termodinâmica faz nítida distinção entre o objeto de seu estudo, chamado sistema, e tudo aquilo que o envolve e pode interagir com ele, chamado meio. Considere um sistema constituído por certa quantidade de um gás ideal contido em um recipiente de paredes móveis e não-adiabáticas e marque a alternativa incorreta:

a) Para que o gás realize uma expansão isobárica, é necessário que o sistema receba certa quantidade de calor do meio.

b) Para que o gás sofra uma expansão isotérmica, é necessário que o sistema receba calor do meio, o qual é convertido em trabalho.

c)Em uma compressão adiabática do gás, o meio realiza trabalho sobre o sistema, com conseqüente aumento da energia interna do gás.

 d) Para que o gás sofra um aumento de pressão a volume constante, é necessário que o sistema receba certa quantidade de calor do meio.

e) Em uma compressão isobárica, o gás tem sua temperatura e sua energia interna diminuídas

 

34-(CEFET-PR) Em uma evolução cíclica, em que a curva representativa é uma circunferência e a evolução é realizada no sentido

horário em um diagrama PV, pode-se afirmar que:

a) a energia interna no estado inicial é diferente do final;           b) o gás tem temperatura inicial e final diferentes;

c) o gás não recebe calor;                                                            d) o gás absorve trabalho;

e) o gás realiza trabalho por ciclo

 

35-(UNIFESP-SP) A figura representa uma amostra de um gás, suposto ideal, contida dentro de um cilindro. As paredes laterais e o êmbolo são adiabáticos; a base é diatérmica e está apoiada em uma fonte de calor.

Considere duas situações:

I. o êmbolo pode mover-se livremente, permitindo que o gás se expanda à pressão constante;

II. o êmbolo é fixo, mantendo o gás a volume constante.

Suponha que nas duas situações a mesma quantidade de calor é fornecida a esse gás, por meio dessa fonte. Pode-se afirmar que a temperatura desse gás vai aumentar

a) igualmente em ambas as situações.      b) mais em I do que em II.          ---c) mais em II do que em I.      d) em I, mas se mantém constante em II.      e) em II, mas se mantém constante em I.

 

36-(UFMG-MG) Uma seringa, com a extremidade fechada, contém certa quantidade de ar em seu interior. Sampaio puxa, rapidamente, o êmbolo dessa seringa, como mostrado nesta figura:

Considere o ar como um gás ideal. Sabe-se que, para um gás ideal, a energia interna é proporcional à sua temperatura.

Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que, no interior da seringa,

a) a pressão do ar aumenta e sua temperatura diminui.

b) a pressão do ar diminui e sua temperatura aumenta.

c) a pressão e a temperatura do ar aumentam.

d) a pressão e a temperatura do ar diminuem.

 

37-(UFSC-SC) Uma amostra de dois moles de um gás ideal sofre uma transformação ao passar de um estado i para um estado f, conforme o gráfico a seguir:

Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

01. A transformação representada no gráfico ocorre sem que nenhum trabalho seja realizado. 

02. Sendo de 100 Joules a variação da energia interna do gás do estado i até f, então o calor que fluiu na transformação foi de 1380 Joules. 

04. Certamente o processo ocorreu de forma isotérmica, pois a pressão e o volume variaram, mas o número de moles permaneceu constante. 

08. A primeira lei da Termodinâmica nos assegura que o processo ocorreu com fluxo de calor. 

16. Analisando o gráfico, conclui-se que o processo é adiabático.

 

38- (UCSal-BA) Um gás perfeito está aprisionado, em um recipiente cilíndrico e graduado em litros, que exerce uma pressão constante de 1,1.105 Pa, conforme esquema representado pela figura 1.Esse gás recebe 5,5.102J de calor e empurra o êmbolo para a posição representada pela figura 2.

Nessa expansão, o trabalho realizado pelo gás e o aumento de energia interna, em joules, são, respectivamente,

a) 2,2.103 e 2,5.102      b) 5,5.102 e zero      c) 3,3.102 e 3,3.102      d) 2,2.102 e 3,3.102      e) 2,2.105 e 5,5.10-2     

 

 39-(UEPA) Um estudante verifica a ação do calor sobre um gás perfeito inserido em uma seringa de vidro, aquecendo-a com uma vela e mantendo fechada sua saída (ver figura).



Desprezando o atrito entre o êmbolo da seringa e o vidro, pode-se afirmar que, durante o aquecimento:
a) O gás se tornará mais denso;com isso,a pressão do ar atmosférico empurrará o êmbolo da seringa, comprimindo o gás.
b) Se a pressão do gás se mantiver constante, a energia interna do sistema aumentará, fazendo com que o gás realize trabalho deslocando o êmbolo da seringa.
c) Se a pressão do gás se mantiver constante, o sistema gasoso receberá trabalho, diminuindo o volume interno da seringa.
d) Se a energia interna do sistema aumentar, certamente o gás sofrerá uma transformação isométrica.
e) Toda a energia recebida será integralmente utilizada para deslocar o êmbolo, tratando-se, portanto, de uma transformação isobárica do gás.

 

 40-(UFRJ-RJ-09) Um gás ideal se encontra em um estado de equilíbrio termodinâmico A no qual tem volume V0 e pressão p0 conhecidos. O gás é então comprimido lentamente até atingir um estado de equilíbrio termodinâmico B no qual seu volume é

V0/3.Sabendo que o processo que leva o gás do estado A ao estado B é o indicado pelo segmento de reta do diagrama, e que os estados A e B estão em uma mesma isoterma, calcule o calor total QAB cedido pelo gás nesse processo.

 

 41-(UDESC-SC-09) O gráfico a seguir apresenta dois processos termodinâmicos distintos, utilizados para levar uma massa gasosa de gás ideal de uma temperatura inicial To até uma temperatura TX. O primeiro (A) é um processo isobárico e o segundo (B) é um processo isocórico.

Analise as afirmativas a seguir, relacionadas aos processos termodinâmicos descritos no gráfico:

I. A variação de energia interna do gás foi a mesma nos dois processos.

II. A quantidade de calor fornecida ao gás foi a mesma nos dois processos.

III. A temperatura TX é maior do que a temperatura To.

Assinale a alternativa CORRETA.

a) Somente a afirmativa III é verdadeira.                          b) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.

c) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.        d) Somente a afirmativa II é verdadeira.

e) Todas as afirmativas são verdadeiras.   

 

42-(PUC-RJ-09) Uma máquina térmica que pode ter uma eficiência extremamente alta é a Máquina de Stirling. Este tipo de máquina é fácil de construir, de modo que alguns modelos simples podem ser feitos até com latas vazias de alimentos. Nessas máquinas, o gás (que pode ser aproximado como um gás ideal) passa por um ciclo (desenhado no gráfico pressão versus volume a seguir).

Esse ciclo consiste de dois processos isotérmicos e dois processos a volume constante (isocóricos).

a) Dados os processos AB, BC, CD e DA, indique quais são isotérmicos e quais são isocóricos.

b) Calcule as pressões em B e em C, como função da pressão atmosférica Patm.

c) Calcule a razão entre as temperaturas TA / TC.

 

43-(ITA-SP-09) Três processos compõem o ciclo termodinâmico ABCA mostrado no diagrama P × V da figura. O processo AB

 ocorre a temperatura constante. O processo BC ocorre a volume constante com decréscimo de 40 J de energia interna e, no processo CA, adiabático, um trabalho de 40 J é efetuado sobre o sistema. Sabendo-se também que em um ciclo completo o trabalho total realizado pelo sistema é de 30 J, calcule a quantidade de calor trocado durante o processo AB.

 

44-(FGV-SP-09) Dentre as transformações realizadas por um gás ideal, é certo que:

a) não há variação da energia interna nas transformações isobáricas.

b) a temperatura se mantém constante, tanto nas transformações isotérmicas quanto nas isométricas.

c) nas transformações adiabáticas não há troca de calor entre o gás e o recipiente que o contém.

d) não há realização de trabalho nas transformações isotérmicas, uma vez que nelas o volume não varia.

e) tanto a pressão quanto o volume do gás se mantêm constantes nas transformações isométricas.

 

45-(UDESC-SC-09) O gráfico a seguir mostra a variação do volume de um gás perfeito, em função da temperatura. A transformação entre os estados A e B ocorre à pressão constante de 105N/m2, e a energia interna do gás aumenta em 1.000 J. Durante a transformação entre os estados B e C, o gás recebe calor.

Calcule:

a) a quantidade de calor recebida pelo gás entre os estados A e B;

b) o trabalho realizado sobre o gás entre os estados B e C;

c) o valor da pressão do gás no estado C.

 

46-(UFV-MG-010) A figura a seguir ilustra um processo termodinâmico em um gás. Sabendo que durante o processo ABC a variação da energia interna do gás foi igual a U e que o trabalho realizado pelo gás no processo BC foi igual a W, então a quantidade de calor transferida ao gás no processo ABC foi:

a) U + VA (PA – PC) + W           b) U + PA (VB– VA) − W           c) U + VC (PA – PC) + W           d) U + PA (VB – VA) + W 

Dados: variação da energia intena: U; trabalho realizado no trecho BC: WBC = W  ---  De acordo com 1ª lei da termodinâmica:

 

47-(UFRJ-RJ-010))  Um gás ideal em equilíbrio termodinâmico tem pressão de 1,0×105 N/m2, volume de 2,0×10-3 m3 e temperatura de 300 K. O gás é aquecido lentamente à pressão constante recebendo uma quantidade de 375 J de calor até atingir um volume de 3,5×10-3 m3, no qual permanece em equilíbrio termodinâmico.

a) Calcule a temperatura do gás em seu estado final de equilíbrio.

b) Calcule a variação da energia interna do gás entre os estados inicial e final.

 

48-(ITA-SP-010) Uma parte de um cilindro está preenchida com um mol de um gás ideal monoatômico a uma pressão Po e temperatura To. Um êmbolo de massa desprezível separa o gás da outra seção do cilindro, na qual há vácuo e uma mola em seu comprimento natural presa ao êmbolo e à parede oposta do cilindro, como mostra a figura (a). O sistema está termicamente isolado e o êmbolo, inicialmente fixo, é então solto, deslocando-se vagarosamente até passar pela posição de equilíbrio, em que a sua aceleração é nula e o volume ocupado pelo gás é o dobro do original, conforme mostra a figura (b).

Desprezando os atritos, determine a temperatura do gás na posição de equilíbrio em função da sua temperatura inicial.

 

49-(UFMS-MS-010) A figura da esquerda mostra um êmbolo no interior de um cilindro que está contido no interior de uma câmara. O cilindro está imerso em água com gelo, e a câmara isola termicamente todo o sistema das vizinhanças. O ar contido no interior do cilindro está em equilíbrio térmico com todo o sistema a 0oC e sua pressão é igual à pressão atmosférica externa. O cilindro pode trocar calor apenas com a água, o ar e o gelo. Em seguida, é colocado um tijolo bruscamente sobre o êmbolo, comprimindo rapidamente o ar no interior do cilindro. Após certo tempo, todo o sistema água e gelo volta novamente ao equilíbrio térmico de

0 oC, mas a pressão do ar, no interior do cilindro, fica maior que a pressão atmosférica. Com fundamentos na termodinâmica e considerando que o ar é um gás ideal e que não há vazamentos, é correto afirmar:

01) O produto da pressão do ar pelo volume que ele ocupa é igual nas duas situações de equilíbrio. 

02) Na situação representada pela figura da direita, existe menos massa de gelo que na situação representada pela figura da esquerda. 

04) A partir da situação representada pela figura da esquerda, até a situação representada pela figura da direita, a transformação sofrida pelo ar pode ser compreendida por dois processos termodinâmicos, o primeiro adiabático e o segundo isobárico. 

08) A partir da situação representada pela figura da esquerda até a situação representada pela figura da direita, a temperatura do ar permaneceu sempre constante. 

16) Não haverá troca de calor entre o cilindro e a água, mesmo depois de jogar o tijolo e esperar atingir o novo equilíbrio. 

 

50-(UFSC-SC-010) Admita uma máquina térmica hipotética e ideal que funcione de acordo com o ciclo representado no gráfico de pressão versus volume (p x V) a seguir.

Sabendo que a transformação CD é adiabática, com base na primeira Lei da Termodinâmica e no gráfico acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

01) A transformação BC é isotérmica. A energia absorvida pelo gás na forma de calor é transformada parcialmente em trabalho. 

02) Na transformação AB o gás sofre uma expansão isobárica, realizando um trabalho de 1,6 kJ sobre a vizinhança. 

04) Sabendo que a temperatura T2 vale 900 K, podemos afirmar que a temperatura T1 vale 1260 K e a pressão no estado C vale aproximadamente 6,22.105 Pa. 

08) Na transformação cíclica – ABCDEA – apresentada, a variação da energia interna é zero, ou seja, a temperatura não varia durante todo o ciclo. 

16) A transformação CD é uma compressão adiabática, onde a temperatura do gás diminui devido ao trabalho realizado sobre a vizinhança. 

32) A transformação EA é isocórica. O aumento da temperatura do sistema, e consequentemente o aumento da energia interna, se deve ao calor recebido da vizinhança. 

 

51-(UNIFESP-SP-011)

   

Em um trocador de calor fechado por paredes diatérmicas, inicialmente o gás monoatômico ideal é resfriado por um processo isocórico e depois tem seu volume expandido por um processo isobárico, como mostra o diagrama pressão versus volume.

a) Indique a variação da pressão e do volume no processo isocórico e no processo isobárico e determine a relação entre

a temperatura inicial, no estado termodinâmico a, e final, no estado termodinâmico c, do gás monoatômico ideal.

b) Calcule a quantidade total de calor trocada em todo o processo termodinâmico abc.

 

52-(UPE-PE-011) 

      

O diagrama PV para uma determinada amostra de gás está representado na figura a seguir. Se o sistema é levado do estado a para o estado b, ao longo do percurso acb, fornece-se a ele uma quantidade de calor igual a 100 cal, e ele

 realiza um trabalho de 40 cal. Se, por meio do percurso adb, o calor fornecido é de 72 cal, então o trabalho realizado vale em cal:

a) 28                                  b) 60                                 c) 12                                    d) 40                                            e) 24 

 

53-(UEPG-PR-011)

A 1ª lei da termodinâmica pode ser entendida como uma afirmação do princípio da conservação da energia. Sua expressão analítica é dada por ΔU = Q – , onde ΔU corresponde à variação da energia interna do sistema, Q e , respectivamente, calor

trocado e trabalho realizado.

Sobre a 1ª lei da termodinâmica aplicada a transformações abertas, assinale o que for correto.

01) O sistema pode receber trabalho sem fornecer calor e sua energia interna aumenta. 

02) O sistema pode receber calor sem realizar trabalho e sua energia interna aumenta. 

04) O sistema pode, simultaneamente, receber calor e trabalho e sua energia interna aumenta. 

08) O sistema pode realizar trabalho sem receber calor e sua energia interna diminui. 

16) O sistema pode fornecer calor sem receber trabalho e sua energia interna diminui. 

 

54-(ENEM-MEC-011)  

   

Os biocombustíveis de primeira geração são derivados da soja, milho e cana-de-açúcar  e sua produção ocorre através

    

da fermentação. Biocombustíveis derivados de material celulósico ou biocombustíveis de segunda geração – coloquialmente chamados de “gasolina de capim” – são aqueles produzidos a partir de resíduos de madeira (serragem, por exemplo), talos de milho, palha de trigo ou capim de crescimento rápido e se apresentam como uma alternativa para os problemas enfrentados pelos de primeira geração, já que as matérias-primas são baratas e abundantes.

DALE, B. E.; HUBER, G. W. Gasolina de capim e outros vegetais. Scientific American Brasil. Ago. 2009. n.° 87

(adaptado).

O texto mostra um dos pontos de vista a respeito do uso dos biocombustíveis na atualidade, os quais:

a) são matrizes energéticas com menor carga de poluição para o ambiente e podem propiciar a geração de novos empregos, entretanto, para serem oferecidos com baixo custo, a tecnologia da degradação da celulose nos biocombustíveis de segunda geração deve ser extremamente eficiente.

b) oferecem múltiplas dificuldades, pois a produção é de alto custo, sua implantação não gera empregos, e deve-se ter cuidado com o risco ambiental, pois eles oferecem os mesmos riscos que o uso de combustíveis fósseis.

c) sendo de segunda geração, são produzidos por uma tecnologia que acarreta problemas sociais, sobretudo decorrente ao fato de a matéria-prima ser abundante e facilmente encontrada, o que impede a geração de novos empregos.

d) sendo de primeira e segunda geração, são produzidos por tecnologias que devem passar por uma avaliação criteriosa quanto ao uso, pois uma enfrenta o problema da falta de espaço para plantio da matéria-prima e a outra impede a geração de novas fontes de emprego.

e) podem acarretar sérios problemas econômicos e sociais, pois a substituição do uso de petróleo afeta negativamente toda uma cadeia produtiva na medida em que exclui diversas fontes de emprego nas refinarias, postos de gasolina e no transporte de petróleo e gasolina.

 

 55-(ENEM-MEC)

Um motor só poderá realizar trabalho se receber uma quantidade de energia de outro sistema. No caso, a energia

armazenada no combustível é, em parte, liberada durante a combustão para que o aparelho possa funcionar.

Quando o motor funciona, parte da energia convertida ou transformada na combustão não pode ser utilizada para a realização de trabalho. Isso significa dizer que há vazamento da energia em outra forma.

CARVALHO, A. X. Z. Física Térmica. Belo Horizonte: Pax, 2009 (adaptado).

De acordo com o texto, as transformações de energia que ocorrem durante o funcionamento do motor são decorrentes de a:

a) liberação de calor dentro do motor ser impossível.       

b) realização de trabalho pelo motor ser incontrolável.

c) conversão integral de calor em trabalho ser impossível.

d) transformação de energia térmica em cinética ser impossível.

e) utilização de energia potencial do combustível ser incontrolável.

 

 56-(EsPCEx-012)

Para um gás ideal ou perfeito temos que:

[A] as suas moléculas não exercem força uma sobre as outras, exceto quando colidem.

[B] as suas moléculas têm dimensões consideráveis em comparação com os espaços vazios entre elas.

[C] mantido o seu volume constante, a sua pressão e a sua temperatura absoluta são inversamente proporcionais.

[D] a sua pressão e o seu volume, quando mantida a temperatura constante, são diretamente proporcionais.

[E] sob pressão constante, o seu volume e a sua temperatura absoluta são inversamente proporcionais.

 

57-EsPCEx-012)

Um gás ideal sofre uma compressão isobárica sob a pressão de 4·103 N/m2 e o seu volume diminui 0,2 m3. Durante o

processo, o gás perde 1,8·103 J de calor. A variação da energia interna do gás foi de:

[A] 1,8·103 J        [B] 1,0·103 J           [C] -8,0·103 J           [D] -1,0·103 J               [E] -1,8·103 J

 

 

 

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