Lista de Exercícios - Termodinâmica

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Lista de Exercícios 
Termodinâmica 
1) Suponha que 4,0 mols de um gás ideal sofram uma expansão isotérmica reversível do volume V1 para o volume V2 
= 2,0V1 a uma temperatura T = 400 K. Determine (a) o trabalho realizado pelo gás e (b) a variação da entropia do 
gás. (c) Se a expansão fosse reversível e adiabática em vez de isotérmica, qual seria a variação da entropia do gás? 
 
2) Em um experimento, 200 g de alumínio (com um calor específico de 900 J/kg.K) a 100 ºC são misturados com 
50,0 g de água a 20,0 ºC, com a mistura isolada termicamente . (a) Qual é a temperatura de equilíbrio? Quais são as 
variações de entropia (b) do alumínio, (c) da água e (d) do sistema alumínio-água? 
 
3) Uma máquina de Carnot tem uma eficiência de 22,0%. Ela opera entre duas fontes de calor de temperatura 
constante cuja diferença de temperatura é 75ºC. Qual é a temperatura (a) da fonte fria e (b) da fonte quente? 
 
4) Uma máquina de Carnot absorve 53 kJ na forma de calor e rejeita 36 kJ na forma de calor em cada ciclo. Calcule 
(a) a eficiência da máquina e (b) o trabalho realizado por ciclo em kJ. 
 
5) A figura a seguir mostra um ciclo reversível a que é submetido 1,0 mol de um gás 
monoatômico ideal. Suponha que p = 2p0, V = 2V0, p0 = 1,01 x 10
5 
Pa e V0 = 0,0225 m
3
. Calcule 
(a) o trabalho realizado durante o ciclo, (b) a energia adicionada em forma de calor durante o 
percurso abc e (c) a eficiência do ciclo. (d) Qual é a eficiência de uma máquina de Carnot 
operando entre a temperatura mais alta e a temperatura mais baixa desse ciclo? (e) Este valor é 
maior ou menor que a eficiência calculada em (c)? 
 
6) Suponha que 1,0 mol de um gás monoatômico ideal inicialmente com 10 L e a 300 K seja aquecido a volume 
constante até 600 K, liberado para se expandir isotermicamente até a pressão inicial e, finalmente, contraído a 
pressão constante até os valores iniciais de volume, pressão e temperatura. Durante o ciclo, quais são (a) a energia 
líquida que entra no sistema (o gás) na forma de calor e (b) o trabalho líquido realizado pelo gás? (c) Qual é a 
eficiência do ciclo? 
 
7) O motor elétrico de uma bomba térmica transfere energia em forma de calor do exterior, que está a – 5ºC, para 
uma sala que está a 17ºC. Se a bomba térmica fosse uma bomba térmica de Carnot, que energia seria transferida na 
forma de calor para a sala para cada joule de energia elétrica consumida? 
 
8) um condicionador de ar de Carnot retira energia térmica de uma sala a 70 ºF e a transfere na forma de calor para o 
ambiente, que está a 96ºF. Para cada joule da energia elétrica necessária para operar o condicionador de ar, quantos 
joules são removidos da sala? 
 
9) Enuncie as leis da Termodinâmica estudas (lei zero, primeira e segunda).