1aLista_Termo_2023_2

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DO NORTE - UNINORTE 
 
1ª LISTA DE EXERCÍCIOS DE FUNDAMENTOS DE TERMODINÂMICA 
(2023/2) 
 
1 
 
PROFESSOR: Francisco Dinola 
 
Aluna(o): 
 
Matrícula: 
 
 
1. Defina o que é um sistema físico termodinâmico (ou simplesmente 
sistema termodinâmico), especificando o que é um sistema fechado, sistema 
aberto, sistema isolado e esquematizando espacialmente o que vem a ser e 
o que compõe o sistema e suas vizinhanças. 
 
2. a) Cite o enunciado da "lei zero" da termodinâmica e b) descreva com 
suas palavras o conceito de termômetro e as escalas termométricas. c) 
Explique com suas palavras o que é a capacidade térmica, o calor específico 
e o calor latente. Dê exemplos 
 
3. A que temperatura as escalas Fahrenheit e Celsuis coincidem? 
 
a) 40º 
 
b) 0º 
 
c) -10º 
 
d) -30º 
 
e) -40º 
 
4. Dado o gráfico abaixo, que mostra o comportamento da dilatação de duas 
substâncias hipotéticas A e B, sendo que uma delas NÃO dilata, 
 
 
 
Escolha a opção onde se escreve as equações para as dilatações dos materiais 
 
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a) LA = L0 + αAL0ΔT; LB = L0 + αBL0ΔT 
b) LA = L0 + αAL0ΔT; LB = L0 - αBL0ΔT 
c) LA = L0 + αAL0ΔT; LB = L0 
d) LA = L0 - αAL0ΔT; LB = L0 - αBL0ΔT 
e) LA = L0; LB = L0 + αBL0ΔT 
 
5. Uma grande placa de metal com furo está a uma temperatura T0. O metal 
é resfriado até uma nova temperatura T < T0. Após esse processo, a área do 
furo irá: 
 
a) Aumentar 
 
b) diminuir 
 
c) permanecer do mesmo tamanho 
 
d) possivelmente o tamanho varia, dependendo da forma do furo 
 
e) ser disforme devido a uma transição de fase 
 
6. Uma barra, composta de comprimento L=L1+L2, é feita de uma barra de 
um material 1 e comprimento L1, ligada a outra de um material 2 de 
comprimento L2 conforme a figura abaixo. 
 
Calcule o coeficiente de dilatação efetivo para esta barra. 
 
7. A figura ao lado representa o 
seguinte processo: Uma pedra de 
gelo, inicialmente a uma temperatura 
de -20 oC, que é levada até o ponto 
de fusão a 0 oC. A partir desse estado 
o gelo recebe mais uma quantidade 
de calor e se transforma em líquido 
até 100 oC, sujeito à pressão de 1 
atm. Partindo desse ponto, inicia-se a 
sua vaporização, que é feita sem 
mudança da temperatura. Terminada 
a vaporização, inicia-se um processo 
de superaquecimento do vapor até 25 
oC acima da temperatura de ebulição. 
Nesse contexto, calcule as 
quantidades de calor envolvidas em cada etapa dessa transformação, 
sabendo-se que a massa da pedra de gelo é de 50 kg. Dados: 
 
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calor senível do gelo 𝑐 = 0,5 𝑘𝑐𝑎𝑙/ (𝑘𝑔 °𝐶) 
calor latente de fusão 𝑐 = 80,0 𝑘𝑐𝑎𝑙/ (𝑘𝑔 °𝐶) 
calor senível da água líquida 𝑐 = 1,0 𝑘𝑐𝑎𝑙/ (𝑘𝑔 °𝐶) 
calor latente de vaporização 𝑐 = 540 𝑘𝑐𝑎𝑙/ (𝑘𝑔 °𝐶) 
calor senível do vapor 𝑐 = 0,5 𝑘𝑐𝑎𝑙/ (𝑘𝑔 °𝐶) 
 
8. Um compressor de ar usado para fazer pinturas em automóveis tem 
um tanque de capacidade 0.40 m3 que contem ar a uma temperatura de 
27 oC a 6 atm. Quantos mols de ar têm no tanque? 
 
9. Um pequeno vaso de de volume V contém um gás ideal a 300 K e 5 
atm. Esse vaso é conectado a um vaso de volume 6V que contém o mesmo 
gás a uma pressão de 1 atm e 600 K. A temperatura de cada vaso é mantida 
constante.Qual será a pressão final em cada vaso, após a mistura? 
 
10. 61022 moléculas de um gás ideal são armazenados em um tanque de 
0,5 atm a 37 oC. Determine a pressão em pascal e a temperatura em Kelvin, 
o volume do tanque e a pressão quando a temperatura aumenta para 152 oC. 
 
11. O melhor vácuo que se atinge no laboratório é cerca de 5 x 10-18 Pa a 
uma temperatura de 293 K. Quantas moléculas possui por centímetro cúbico 
desse vácuo? 
 
12. Considerando que uma panela de pressão contém líquido e vapor a 2 
kgf/cm2 e que o seu volume é de 5 L, e sabendo que a massa de água 
colocada na panela antes de ser levada ao fogo é de m = 0,5 kg, determine: 
 
a) Volume específico do conjunto 
b) Título 
c) Massa de líquido e vapor 
d) Volume ocupado pelo líquido e pelo vapor 
e) Entalpia e Entropia do conjunto, por unidade de massa 
 
13. Uma mistura bifásica de líquido e vapor de água encerrada em um 
tanque metálico é aquecida a volume constante. Sabendo que o volume do 
tanque é de 2 m3 e que a pressão da mistura antes do aquecimento é de 2 
kgf/cm2, qual deverá ser o título da mistura para que ela passe pelo ponto 
crítico? 
 
14. Sabendo que um sistema fechado de 5 m3 contém uma mistura bifásica 
de líquido e vapor de água à temperatura de 122,6 oC, calcule: 
 
a) Volume específico do líquido; 
b) Volume específico do vapor; 
c) Volume específico da mistura; 
d) O título da mistura. 
 
 
 
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15. Sabe-se que para aquecer 20 kg de água sujeita a uma pressão 𝑝 =
1,0 𝑘𝑔𝑓/𝑐𝑚 , a partir de 25 oC, foram consumidas 1100 kcal de energia. 
Calcule a temperatura, entalpia específica e a entropia específica da água 
após o aquecimento. 
 
16. Uma panela de pressão, em um determinado instante, contém água no 
estado líquido ocupando a décima parte do seu volume total. O vapor ocupa 
o restante do volume. Pede-se para calcular: 
 
a) A massa de água no estado líquido; 
b) A massa de vapor; 
c) O título de vapor do conjunto; 
d) O volume específico do conjunto formado pelo líquido e pelo vapor. 
 
Dados: volume específico da água na fase líquida vL = 0,001 m3/kg; 
volume específico do vapor vv = 0,15 m3/kg;