1º Lei da Termodinâmica

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!º Lei da Termodinâmica – EXERCÍCIOS
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1º) O gráfico abaixo representa a variação de energia interna de 1 mol de determinado gás, a volume constante, em função da sua temperatura. A variação de energia interna, a quantidade de calor absorvida e o trabalho realizado pelo gás são, respectivamente: 
3,0 kcal, 2,0 kcal, nulo 
2,0 kcal, 2,0 kcal, 4,18 J 
2,0 kcal, 2,0 kcal, nulo 
2,0 kcal, 3,0 kcal, 4,18 J 
2º) Observa-se, ao girar um misturador no interior de um líquido contido em um recipiente isolado termicamente das vizinhanças, que a sua temperatura aumenta. 
Afirmamos que:
I - A energia interna do líquido aumenta.
II - Ao girar o misturador no sentido contrário, a sua temperatura diminui.
III - Ao girar o misturador em qualquer sentido, o calor do líquido aumenta.
Assinale a alternativa correta:
apenas II e III são verdadeiras 
apenas I e III são verdadeiras 
apenas I é verdadeira 
todas são verdadeiras 
apenas I e II são verdadeiras 
3º) Considere as afirmativas abaixo, relacionadas às transformações de um gás ideal mostradas na figura:
I - Na transformação ac, o sistema realiza trabalho e recebe calor.
II - As transformações ac e bc têm a mesma variação de energia interna..
III - Na transformação bc, o trabalho é nulo e o sistema cede calor à vizinhança.
Entre as alternativas seguintes, a opção correta é:
apenas I e III são verdadeiras 
apenas II e III são verdadeiras 
todas são verdadeiras 
apenas I e II são verdadeiras 
todas são falsas 
4º) Um inventor afirma que construiu uma máquina que extrai Q1 = 25x106 cal de uma fonte à temperatura de 600K e que rejeita Q2 = 10x106 cal para uma fonte à temperatura de 300K.
Determine o rendimento dessa máquina com base nos valores de Q1 e Q2. 
Determine o rendimento dessa máquina com base no princípio de Carnot (2a. lei da termodinâmica). 
Explique se é viável investir na construção dessa máquina. 
5º) Uma certa massa de um gás ideal sofre as transformações representadas na figura abaixo, sendo a temperatura, em A, igual a 300K. Dado R=8,31 J/mol K.
Qual é o número de moles contidos nessa massa gasosa? 
Calcule a temperatura correspondente ao ponto B. 
Como se denomina a transformação correspondente à passagem de B a C? 
Qual é o trabalho global contra o meio externo? 
Na transformação C a D, a energia interna cresce ou decresce? Por quê? 
6º) Um gás perfeito descreve o ciclo ABCDA como indica a figura abaixo. P (Pa)
Calcule para o ciclo: o trabalho, o calor e a variação da energia interna.
7º)Um botijão contém gás sob alta pressão. Ao abrir-se a válvula desse botijão, o gás escapa rapidamente para a atmosfera. 
1. EXPLIQUE por que, nessa situação, o processo pode ser considerado adiabático. 
2. Considerando a situação descrita, RESPONDA: 
A) o trabalho realizado pelo gás foi positivo, negativo ou nulo? JUSTIFIQUE sua resposta. 
B) durante todo o processo, a temperatura do gás que permanece dentro do botijão aumenta, diminui ou permanece a mesma? JUSTIFIQUE sua resposta
8º) Uma porção de gás ideal está contida num cilindro com pistão móvel, conforme representa a figura abaixo.
Supondo-se que o deslocamento do pistão da posição 1 para a posição 2 representa uma transformação adiabática e que a variação de volume durante o deslocamento do pistão é de 0,50m3, sob pressão média de 100N/m2, pode-se concluir que
o gás esfria e sua energia interna diminui de 50J. 
o gás esfria e sua energia interna diminui de 100J. 
o gás aquece e sua energia interna aumenta de 50J. 
o gás aquece, mas a quantidade de energia interna não se altera. 
a temperatura do gás não varia. 
9º) Um determinado gás encontra-se dentro de um cilindro com pistão. Ele sofre aumento de temperatura quando submetido a uma
expansão isotérmica. 
expansão adiabática. 
compressão isobárica. 
compressão isotérmica. 
compressão adiabática. 
10º) Um cilindro com pistão, de volume igual a 2,0 litros, contém um gás ideal. O gás é comprimido adiabaticamente sob pressão média de 1000N/m2 até que o volume atinja o valor de 0,20 litros. A variação da energia interna do gás, em J, durante a compressão é
1,8 
2,0 
200 
1800 
2000 
11º) O mesmo número de mols de dois gases ideais monoatômicos 1 e 2 são submetidos a um processo de aquecimento, sofrendo a mesma variação de temperatura. No caso do gás 1, ao longo do processo, seu volume permaneceu constante; no caso do gás 2, a pressão não variou. Sendo Q1, W1 e o calor recebido, o trabalho realizado e a variação da energia interna referentes ao gás 1, respectivamente, e Q2, W2 e, as mesmas grandezas para o gás 2, é correto afirmar:
=; W1=0; Q1 > Q2 
=; W1=0; Q1 < Q2 
<; W1=0; Q1 < Q2 
=; W2=0; Q1 > Q2 
>; W2=0; Q1 = Q2 
12º) Observe as informações e assinale a opção correta:
I. Um gás ideal submetido a uma transformação em que seu volume permanece constante não realiza trabalho durante tal transformação.
II. A compressão rápida de um gás, como a que se observa no enchimento de um pneu de bicicleta com uma bomba manual, provoca uma elevação da temperatura desse gás.
III. Se duas amostras de mesma massa, mas de materiais diferentes, recebem iguais quantidades de calor, sem que haja qualquer mudança de fase, acusará maior variação de temperatura aquela que tiver o menor calor específico.
se apenas as afirmativas I e II forem falsas 
se apenas as afirmativas II e III forem falsas 
se apenas as afirmativas I e III forem falsas 
se todas forem verdadeiras 
se todas forem falsas 
13º) Sobre as transformações sofridas por uma amostra de gás ideal, é CORRETO afirmar:
Em qualquer aumento de volume, há aumento da energia interna. 
Ocorrendo aumento de pressão, forçosamente o volume diminui. 
Em uma transformação adiabática, não é possível haver variação de volume. 
Sempre ocorre troca de calor com a vizinhança em uma transformação isotérmica. 
À pressão constante, aumento de temperatura implica diminuição de volume. 
14º) Uma amostra de gás ideal sofre as transformações mostradas no diagrama pressão x volume ilustrado abaixo. Sabe-se que a linha AC é uma isoterma. 
Observe-o bem e analise as afirmativas abaixo, apontando a opção CORRETA:
Na transformação AÕ B a temperatura da amostra aumenta. 
O trabalho feito pelo gás no ciclo AÕ BÕ CÕ A é positivo. 
O trabalho realizado pelo gás na etapa AÕ B foi de 9 J. 
No decorrer da transformação CÕ A, quando a pressão for de 3 N/m2, o volume será de 4,5 m3. 
A energia interna da amostra diminui ao longo da transformação AÕ B. 
15º) Uma amostra de gás ideal sofre as transformações mostradas no diagrama pressão x volume, ilustrado abaixo. 
Observe-o bem e analise as afirmativas abaixo, apontando a opção CORRETA:
A transformação AB é isobárica e a transformação BC, isométrica. 
O trabalho feito pelo gás no ciclo ABCA é positivo. 
Na etapa AB, o gás sofreu compressão e, na etapa BC, sofreu expansão. 
O trabalho realizado sobre o gás na etapa CA foi de 8 J. 
A transformação CA é isotérmica. 
16º) A figura ao lado representa um gás contido em um cilindro cuja parte superior é vedada por um êmbolo que pode deslizar, sem atrito, para cima e para baixo, ao longo das paredes do cilindro. Sobre o êmbolo está um objeto de massa constante. Se esse sistema for aquecido lentamente, a transformação a que ele será submetido é:
adiabática 
isobárica 
isotérmica 
isocórica 
isostática 
17º) O gráfico abaixo ilustra o comportamento de duas amostras de gás ideal (rotuladas amostra I e amostra II), ambas compostas pelo mesmo tipo de molécula, quando submetidas a transformações isovolumétricas. 
Com base nele, é CORRETO afirmar que:
se os volumes das duas amostras são iguais, a amostra I tem mais massa do que a amostra II. 
se as massas das duas amostras são iguais, o volume da amostra I deve sermaior do que o volume da amostra II. 
tanto a amostra I quanto a amostra II realizam trabalho sobre o ambiente quando a temperatura aumenta. 
para as duas amostras, quanto maior a temperatura menor a pressão. 
para as duas amostras, vale a afirmação de que a variação da energia interna ocorrida com o aumento da temperatura é menor que o calor recebido do meio externo. 
ALUNO (a): ____________________________________________
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Erval Oliveira