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Visite o canal: www.youtube.com/fisicabala Termodinâmica 01. (UESC) De acordo com a primeira lei da termodinâmica, a energia interna de um sistema: 01) É sempre constante. 02) Independe da variação de temperatura do sistema. 03) Pode variar mediante trocas energéticas com o meio ambiente. 04) É calculada pela razão entre a quantidade de calor trocada e o trabalho realizado no processo termodinâmico. 05) É o resultado do balanço energético entre duas grandezas físicas vetoriais. 02. (FTC) Um gás sofre uma expansão variando seu volume de 2,0 m³ até 5,0 m³, sob pressão constante de 5.105 N/m², recebendo, durante o processo, 2.106 J de calor. A variação da energia interna do gás, em kJ, é: 01) 500 02) 400 03) 300 04) 20 05) 100 03. (UESB) Em um segundo, o vapor fornece 1600 kcal para uma máquina térmica. Nesse mesmo tempo, são perdidas 1200 kcal para a atmosfera. Nessas condições o rendimento máximo dessa máquina vale: a) 0,10 b) 0,15 c) 0,20 d) 0,25 e) 0,75 04. (FTC) O gráfico representa as transformações termodinâmicas sofridas por um gás ideal. O trabalho realizado nesse ciclo, em 10² J, é igual a: 01) –5 02) –2 03) 0 04) 2 05) 5 P(N/m²) 0 1 5 V(m³) 50 150 05. (UEFS) Ao absorver calor, um gás ideal passa do estado A para o estado B,conforme o diagrama pressão x volume, representado abaixo. Considerando essas informações, pode-se afirmar que, nessa transformação, houve: a) Redução de volume do gás. b) Redução de temperatura do gás. c) Aumento da energia interna do gás. d) Conversão de calor em trabalho. e) Realização de trabalho do meio externo sobre o gás. A B P V 06. Um gás sofre uma expansão sob uma pressão constante de 4.105 N/m², variando seu volume de 5.10-3 m³ até 8.10-3 m³. Se o gás recebe 2000 J de calor, a variação de sua energia interna, em J, é: 01) 200 02) 400 03) 600 04) 800 05) 1200 07. (UEFS) Um mol de um gás sofre a transformação AB, representada no gráfico abaixo. O gás recebe 1 kcal do meio exterior. Sabendo-se que 1 cal = 4,2 J, a variação da energia interna sofrida pelo gás, nessa transformação, é de: 01) 2,2 KJ 02) 2,8 KJ 03) 3,3 KJ 04) 4,5 KJ 05) 4,8 KJ A B 2 6 0 3 8 V(10 m³)-3 P(10 N/m²)5 08. (Ucsal) Na transformação isobárica, indicada no gráfico, o gás recebeu do ambiente 1200 J de energia. O trabalho realizado pelo gás e a variação de sua energia interna nessa transformação forram, em joules, respectivamente, de: a) 300 e 1500 b) 600 e 900 c) 900 e 300 d) 1200 e 150 e) 1500 e zero A B P(N/m²) 0 2,0 5,0 V(m³) 300 09. (FDC) A energia interna de um mol de um gás monoatômico é função exclusiva da propriedade: a) Densidade b) Pressão c) Volume d) Massa molecular e) Temperatura absoluta 10. Uma máquina térmica ideal funciona segundo o ciclo de Carnot, recebendo 800 cal em cada ciclo. A temperatura da fonte fria é 27 °C e a da fonte quente é 127 °C. Nessas condições, o trabalho útil que a máquina realiza em cada ciclo, em calorias, vale: a) 200 b) 300 c) 400 d) 500 e) 600 11. O gráfico seguinte representa as condições P e V de um gás ideal que sofre as transformações indicadas. Com base na análise do gráfico e considerando a 1ª Lei da Termodinâmica e a Lei Geral dos Gases Perfeitos, assinale V ou F: A B C D P(N/m²) V(cm³) Visite o canal: www.youtube.com/fisicabala ( ) Na transformação AB, o calor trocado com o meio é igual ao trabalho realizado pelo gás se a temperatura permanecer constante. ( ) Na transformação BC leva a um decréscimo da temperatura absoluta do gás. ( ) Na transformação BC, o trabalho realizado pelo gás é menor que a quantidade de calor trocado com o meio. ( ) A transformação CD estabelece que as variáveis de estado P e T são diretamente proporcionais. ( ) A variação de energia interna do gás ao final das transformações ABCD é igual à quantidade de calor trocada com o meio. ( ) No estado final D, as variáveis de estado P, V e T são maiores que todos alcançados no estado B. 12. (UFBA) Cinco moles de um gás, sob pressão inicial de 74 N/m², sofre uma transformação isobárica seguida de uma isocórica, conforme as variáveis, volume e temperatura, representadas no gráfico a seguir. Considerando-se o calor molar do gás a volume constante e à pressão constante igual a Cv = 20,9 J/mol.K e CP = 21,4 J/mol.K, respectivamente, e 1 cal = 4,18 J, calcule, em 104 cal, a variação da energia interna do sistema ao final das transformações. 13. (Fuvest-SP) Certa quantidade de um gás perfeito sofre três transformações sucessivas: AB; BC; CA, conforme o diagrama P x V a seguir. Sejam AB, BC, CA, os trabalhos realizados pelo gás em cada uma daquelas transformações, podemos afirmar que: a) AB = 0 b) ABCA c) BC = 0 d) ABBC e) AB+ BC+ CA = 0 A B C P V 14. (UFV-MG) As afirmativas referem-se à Segunda Lei da Termodinâmica. I. Nenhuma máquina térmica que opere entre duas temperaturas dadas pode apresentar maior rendimento que uma máquina de Carnot que opere entre as mesmas temperaturas. II. É impossível qualquer transformação cujo único resultado seja absorção de calor de um reservatório a uma temperatura única e sua conservação total em trabalho mecânico. III. Uma máquina de Carnot apresenta menor rendimento ao operar entre 10 °C e –10 °C do que a o operar entre 80 °C e 60 °C. Dentre as afirmativas, são verdadeiras: a) I e II. b) I, II e III. c) I e III. d) Apenas I. e) II e III. 15. (PUC-SP) O rendimento de uma máquina térmica: a) Depende apenas da temperatura da fonte quente b) É tanto maior quanto maior for a diferença de temperaturas das fontes quente e fria. c) Depende apenas da temperatura da fonte fria. d) Não depende das temperaturas das fontes e sim das transformações envolvidas. e) Nunca pode ultrapassar a 30% 16. (UC-MG) Uma máquina térmica opera entre duas temperaturas T1 e T2. Afirma-se que seu rendimento: a) Máximo pode ser 100%. b) Pode ser maior que 100%. c) Nunca será inferior a 80%. d) Será máxima se operar em ciclos. e) Será máxima se operar em ciclo de Carnot. 17. (Upe) No diagrama PV, a seguir, está representada uma série de processos termodinâmicos. No processo ab, 250 J de calor são fornecidos ao sistema, e, no processo bd, 600 J de calor são fornecidos ao sistema. Analise as afirmações que se seguem. I. O trabalho realizado no processo ab é nulo. II. A variação de energia interna no processo ab é 320 J. III. A variação de energia interna no processo abd é 610 J. IV. A variação de energia interna no processo acd é 560 J. É CORRETO afirmar que apenas as(a) afirmações(ão) a) II e IV estão corretas. b) IV está correta. c) I e III estão corretas. d) III e IV estão corretas. e) II e III estão corretas. V(m³) 0 200 500 600 T(K) A B C 2 12 Visite o canal: www.youtube.com/fisicabala 18. (Enem) 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. 19. (UNEB/2015) Na aplicação de uma injeção, inicialmente, a seringa deve ser posicionada com a agulha imersa no medicamento e, ao puxar a êmbolo para trás, o medicamento move-se para o interior da seringa espontaneamente. A analise dessainformação, com base nos conhecimentos de Física, permite corretamente afirmar: 01) O aumento do volume de ar no interior da seringa, ao puxar o êmbolo para trás, se deve à transformação isobárica do ar considerado como gás ideal. 02) A diferença de pressão dentro do recipiente que contem solução do medicamento e no interior da seringa gera uma força que empurra o medicamento para dentro dele. 03) A variação do volume e da pressão do ar no interior da seringa é descrita para uma curva parabólica. 04) O gradiente de temperatura gera uma força que empurra o medicamento para dentro da seringa. 05) O volume e a pressão do ar são grandezas diretamente proporcional. 20. (UEFS/2014.2)Considere certa massa de um gás perfeito no interior de um cilindro provido de um êmbolo que pode se movimentar ao longo dele sem atrito. Com base nos conhecimentos sobre Termodinâmica, é correto afirmar: A) Em um processo cíclico, a variação da energia interna do sistema é nula. B) Numa transformação isotérmica, o trabalho realizado pelo sistema sobre a vizinhança é nulo. C) O rendimento de uma máquina de Carnot independe das temperaturas da fonte fria e da fonte quente. D) A variação da energia interna do sistema é dada pelo produto da quantidade de calor trocada e o trabalho realizado no processo termodinâmico. E) Na transformação isobárica de uma dada massa de gás perfeito, o módulo da quantidade de calor trocada é igual ao módulo do trabalho realizado no processo. 21. (BAHIANA/2014.2) Considere um balão inflado parcialmente com 150,0 m3 de gás hélio, á pressão de 1,0 atm e temperatura de 27,0°C. Quando o balão estiver a 30,0 km de altura, submetido a 1% da pressão no nível do mar e á temperatura de -50,0°C, o volume ocupado pelo gás será, em m3, de aproximadamente 1) 103 2) 104 3) 105 4) 106 5) 107 22. (UNIME/2014.2) Frio, calor e temperatura são grandezas comuns na vida cotidiana do homem. Todos as conhecem bem e têm feito grandiosas invenções que, a cada dia, facilitam a vida: refrigerador, máquina de lavar, condicionador de ar, forno do fogão, panela de pressão etc. Essas invenções humanas são explicadas pela Termodinâmica. Com base nos conhecimentos sobre Calorimetria e Termodinâmica, marque com V as proposições verdadeiras e com F, as falsas. ( ) Um refrigerador é uma máquina térmica que recebe calor de uma fonte fria e o transfere para uma fonte quente. ( ) No interior de uma panela de pressão, tem-se uma pressão interna maior que a atmosférica e a água ferve em temperaturas inferiores a 100oC. ( ) O calor pode ser transformado totalmente em energia mecânica. ( ) Uma transformação isobárica é aquela na qual a pressão permanece constante. A alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo, é a 01) F F V V 02) F V F V 03) V V F F 04) V F V F 05) V F F V 23. (FITS/2014.2) Quando qualquer propriedade do sistema é alterada, por exemplo, Pressão, Temperatura, Massa, Volume, etc, diz-se que houve uma mudança de estado no sistema termodinâmico. O caminho definido pela sucessão de estados através dos quais o sistema passa é chamado processo. Com base nos conhecimentos sobre a Termodinâmica, é correto afirmar: a) Se dois corpos estão em equilíbrio térmico com um terceiro, eles estão em equilíbrio térmico entre si. b) Em um processo isocórico, a variação da energia interna é igual ao trabalho realizado sobre o sistema. c) Em uma transformação cíclica, ex equivalência entre o calor Q trocado pelo gás e a variação de energia interna sofrida. d) Um sistema em temperatura mais alta tem sempre energia interna menor do que o mesmo sistema em uma temperatura mais baixa. e) Uma máquina térmica, para funcionar de ma contínua, deve receber o calor de uma fonte quente, Q1, a uma certa temperatura T transformar parte dessa energia em trabalho e devolver o restante, Q2, para uma fonte fria a uma temperatura T2, sendo que T2 > T 24. (UNIT/2014.2) Grandes quantidade lagos ou oceanos, tendem a moderar as flutuações da temperatura do ar ao redor, porque podem absorver ou liberar grandes quantidades de energia térmica com variações muito pequenas de temperatura. Com base nos conhecimentos sobre termodinâmica, marque com V as afirmativas verdadeiras e com F, as falsas. ( ) A temperatura de ebulição de uma substancia permanece constante durante a ebulição, independentemente da variação da pressão ambiente. ( ) O trabalho realizado em um processo termodinâmico só depende dos estados inicial e final. ( ) A variação total de energia interna é nula para qualquer processo cíclico. A alternativa que contem a sequencia correta, de cima para baixo, e a a) F F V b) F V F c) F V V d) V F F e) V V V 25. (UESB/2014) Considere um sistema constituído por um gás que descreve o ciclo termodinâmico ABCA, representado na figura. Com base nessas informações e nos conhecimentos de Física. e correto afirmar que a quantidade de calor que o gás precisa receber para realizar um ciclo, em J, é igual a 01) 1,0.10 02) 5,0.102 03) 1,0.103 04) 4,0.104 05) 2,5.105 Visite o canal: Em uma transformação cíclica, existe equivalência entre o calor Q trocado pelo gás e a variação de energia interna sofrida. Um sistema em temperatura mais alta tem sempre energia interna menor do que o mesmo sistema em uma temperatura mais baixa. Uma máquina térmica, para funcionar de maneira contínua, deve receber o calor de uma fonte , a uma certa temperatura T1, transformar parte dessa energia em trabalho e , para uma fonte fria a uma > T1. (UNIT/2014.2) Grandes quantidades de água, como lagos ou oceanos, tendem a moderar as flutuações da temperatura do ar ao redor, porque podem absorver ou liberar grandes quantidades de energia térmica com variações muito pequenas de Com base nos conhecimentos sobre Calorimetria e termodinâmica, marque com V as afirmativas A temperatura de ebulição de uma substancia permanece constante durante a ebulição, independentemente da variação da pressão o em um processo termodinâmico só depende dos estados inicial A variação total de energia interna é nula para A alternativa que contem a sequencia correta, de (UESB/2014) Considere um sistema constituído por um gás que descreve o ciclo termodinâmico ABCA, Com base nessas informações e nos conhecimentos de Física. e correto afirmar que a quantidade de cisa receber para realizar um 26. (UEFS/2013.2) A figura representa o diagrama transformações termodinâmicas realizadas por um motor a diesel. Considerando operante desse motor um gás ideal, é correto afirmar: a) No processo 2 3, ocorre uma transformação isocórica em que a máquina rejeita calor. b) No processo 3 4, a energia interna do sistema diminui porque o gás realiza trabalho sem receber calor. c) Na transformação 1 sistema aumenta porque ocorre uma expansão adiabática. d) Na transformação 4 sistema aumento porque ocorre aquecimento do gás a volume constante. e) Na transformação cíclica, a variação da energi interna do sistema é maior do que 0 porque o trabalho é realizado sobre o gás. 27. (BAHIANA/2013.2) O motor de uma motocicleta funciona do mesmo modo que o motor de um carro de combustão interna. Considere-se o motor de combustão interna de quatro tempos, como o esquematizado na figura, cujo princípio básico é colocar uma pequena quantidade de combustível e queimá uma quantidade enorme de energia em forma de calor e de gases em violenta expansão. O motor suga uma quantidade da mistura comprime com o pistão dentro do cilindro, depois dispara uma faísca no momento exato, incendiando a mistura. Essa energia empurra os pistões que, através das bielas, fazem girar o virabrequim e, ao final, os gases queimados são expelido escapamento, e o ciclo recomeça. Visite o canal: www.youtube.com/fisicabalaA figura representa o diagrama PV de transformações termodinâmicas realizadas por um motor a diesel. Considerando-se a substância operante desse motor um gás ideal, é correto 3, ocorre uma transformação isocórica em que a máquina rejeita calor. 4, a energia interna do sistema diminui porque o gás realiza trabalho sem 2, a energia interna do sistema aumenta porque ocorre uma expansão 1 a energia interna do sistema aumento porque ocorre aquecimento do gás a volume constante. Na transformação cíclica, a variação da energia interna do sistema é maior do que 0 porque o trabalho é realizado sobre o gás. O motor de uma motocicleta funciona do mesmo modo que o motor de um carro de combustão se o motor de combustão interna ro tempos, como o esquematizado na figura, cujo princípio básico é colocar uma pequena quantidade de combustível e queimá-lo, gerando uma quantidade enorme de energia em forma de calor e de gases em violenta expansão. O motor suga uma quantidade da mistura ar/combustível e a comprime com o pistão dentro do cilindro, depois dispara uma faísca no momento exato, incendiando a mistura. Essa energia empurra os pistões que, através das bielas, fazem girar o virabrequim e, ao final, os gases queimados são expelidos pelo escapamento, e o ciclo recomeça. Com base nas informações e nos conhecimento da termodinâmica, é correto afirmar: 1) A energia química proveniente da combustão é integralmente convertida em energia mecânica no quarto tempo, isto é, na exaustão. 2) O ciclo descrito por um motor de quatro tempos é o Ciclo de Carnot. 3) A mistura combustível/ar penetra espontaneamente no cilindro porque a pressão interna do cilindro é maior do que a pressão externa. 4) Se a mistura combustível/ar explodir durante a fase da compressão, ocorrerá o aumento da potência do motor. 5) A energia cinética dos gases em expansão, no terceiro tempo, é transmitida para o pistão que movimenta o eixo do virabrequim e faz o veículo se movimentar. 28. (UEFS/2013.1) Aplicando-se a primeira lei da termodinâmica as transformações de um gás ideal, analise as afirmativas, marcando com V as verdadeiras e com F, as falsas ( ) O calor trocado em uma transformação isobárica é igual a zero. ( ) A variação da energia interna em uma transformação isocórica é igual ao calor trocado. ( ) O calor trocado em uma transformação isotérmica é igual a variação da energia interna. ( ) O calor trocado em uma transformação cíclica é igual ao trabalho realizado. A alternativa que indica a sequencia correta, para baixo, é a a) F V F V b) F F V F c) F V V V d) V V F F e) V F F V 29. (UESB/2013) O diagrama mostra como varia a pressão de um mol de um gás, em função do volume por ele ocupado, ao passar por uma transformação. Considerando-se a constante universal dos perfeitos R = 8,31J/mol.K, a quantidade de calor, em joule, transferida durante o processo é um valor próximo de Visite o canal: Com base nas informações e nos conhecimento da A energia química proveniente da combustão é integralmente convertida em energia mecânica no quarto tempo, isto é, na exaustão. lo descrito por um motor de quatro tempos é mistura combustível/ar penetra espontaneamente no cilindro porque a pressão interna do cilindro é maior do que a pressão Se a mistura combustível/ar explodir durante a essão, ocorrerá o aumento da A energia cinética dos gases em expansão, no terceiro tempo, é transmitida para o pistão que movimenta o eixo do virabrequim e faz o veículo se a primeira lei da as transformações de um gás ideal, analise as afirmativas, marcando com V as O calor trocado em uma transformação A variação da energia interna em uma é igual ao calor O calor trocado em uma transformação isotérmica é igual a variação da energia O calor trocado em uma transformação cíclica A alternativa que indica a sequencia correta, de cima O diagrama mostra como varia a pressão de um mol de um gás, em função do volume por ele ocupado, se a constante universal dos gases perfeitos R = 8,31J/mol.K, a quantidade de calor, em joule, transferida durante o processo é um valor 01) 1200 02) 3300 03) 4500 04) 3000 05) 5700 30. (UESB/2013) Uma máquina térmica funciona segundo o ciclo de Carnot, a qual fornece ao ambiente, em cada ciclo, um trabalho igual a 800J. As temperaturas das fontes quentes e frias são, respectivamente, 127oC e 27 Considerando-se 1 caloria igual a 4,186J, o módulo da quantidade de calor rejeitada para a fonte fria, em calorias, é 01) 764 02) 573 03) 267 04) 107 05) 80 31. (UEFS/2012.2) De acordo com seus conhecimentos de termodinâmica, marque com V as verdadeiras e com F, as falsas. ( ) A energia interna de uma dada massa de gás é função exclusiva da temperatura termodinâmica. ( ) A área do diagrama pressão x volume representa, numericamente, o trabalho realizado por um gás. ( ) O fenômeno de expansão adiabática, que exibe a variação da energia interna pode ser percebido em uma bomba de ar manual quando enche uma bola de ar. A alternativa que indica a sequencia correta, de cima para baixo, é a a) F F V b) V V F c) F V V d) F V F e) V V V 32. (UEFS-2012.1) Um balão preenchido parcialmente com 300,0m a 27°C, no nível do mar. Quando o balão atingiu uma determinada altura, onde a pressão é 1,0% da pressão no nível do mar e a temperatura é de −53,0°C, o volume ocupado pelo gás, em 104 m3, era, aproximadamente, igual a a) 1,5 b) 1,8 c) 2,0 d) 2,2 e) 2,5 33. (UESB-2012.1) Uma máquina térmica funciona realizando o ciclo de Carnot, entre as temperaturas de 270C e 3270C. Sabendo-se que o gás considerado ideal expande realizando trabalho útil de 100,0 J, a q calor recebida da fonte quente, em joules, nessa transformação, é igual a Visite o canal: www.youtube.com/fisicabala (UESB/2013) Uma máquina térmica funciona segundo o ciclo de Carnot, a qual fornece ao ciclo, um trabalho igual a 800J. As temperaturas das fontes quentes e frias são, C e 27oC. se 1 caloria igual a 4,186J, o módulo da quantidade de calor rejeitada para a fonte fria, em (UEFS/2012.2) De acordo com seus conhecimentos de termodinâmica, marque com V as verdadeiras e A energia interna de uma dada massa de gás é função exclusiva da temperatura A área do diagrama pressão x volume representa, numericamente, o trabalho realizado por um gás. O fenômeno de expansão adiabática, que exibe a variação da energia interna ΔU < zero, pode ser percebido em uma bomba de ar manual quando enche uma bola de ar. A alternativa que indica a sequencia correta, de cima 2012.1) Um balão estratosférico foi preenchido parcialmente com 300,0m3 de gás hélio, Quando o balão atingiu uma determinada altura, onde a pressão é 1,0% da pressão no nível do mar e −53,0°C, o volume ocupado pelo , era, aproximadamente, igual a 2012.1) Uma máquina térmica funciona realizando o ciclo de Carnot, entre as temperaturas se que o gás considerado ideal expande realizando trabalho útil de 100,0 J, a quantidade de calor recebida da fonte quente, em joules, nessa Visite o canal: www.youtube.com/fisicabala 01) 100 02) 150 03) 200 04) 400 05) 2000 34. (ENEM/2010) Sob pressão normal (ao nível do mar), a água entra em ebulição à temperatura de 100 oC. Tendo por base essa informação, um garoto residente em uma cidade litorânea fez a seguinte experiência: Colocou uma caneca metálica contendo água no fogareiro do fogão de sua casa. Quando a água começou a ferver, encostou cuidadosamente a extremidade mais estreita de uma seringa de injeção, desprovida de agulha, na superfície do líquido e, erguendo o êmbolo da seringa, aspirou certa quantidade de água para seu interior, tapando-a em seguida. Verificando após alguns instantes que a água da seringa havia parado de ferver, ele ergueu o êmbolo da seringa, constatando,intrigado, que a água voltou a ferver após um pequeno deslocamento do êmbolo. Considerando o procedimento anterior, a água volta a ferver porque esse deslocamento a) permite a entrada de calor do ambiente externo para o interior da seringa. b) provoca, por atrito, um aquecimento da água contida na seringa. c) produz um aumento de volume que aumenta o ponto de ebulição da água. d) proporciona uma queda de pressão no interior da seringa que diminui o ponto de ebulição da água. e) possibilita uma diminuição da densidade da água que facilita sua ebulição. GABARITO 01. 03 02. 01 03. d 04. 02 05. b 06. 04 07. 01 08. c 09. e 10. a 11. V, F, V, V, F, V. 12. 01 13. d 14. a 15. b 16. e 17. c 18. a 19. 02 20. a 21. 2 22. 05 23. a 24. a 25. 02 26. b 27. 5 28. a 29. 03 30. 02 31. b 32. d 33. 03 34. d
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