EFOMM - Gases e Termodinâmica

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1. (EFOMM - 2017) Em um cilindro isolado termicamente
por um pistão de peso desprezível encontra-se m = 30 g
de água a uma temperatura de 0°C. A área do pistão é
S = 512 cm2, a pressão externa é p = 1 atm. Determine
a que altura, aproximadamente, eleva-se o pistão, se o
aquecedor elétrico, que se encontra no cilindro, desprende
Q = 24.200 J.
Dados: Despreze a variação do volume de água;
1 cal = 4,2 J;
R = 0,082 atm.L/mol.K;
MH2O = 18 g/mol;
cágua = 1,0 cal/g°C;
Lvapor = 540 cal/g.
(a) 1,6 cm
(b) 8,0 cm
(c) 17,0 cm
(d) 25,0 cm
(e) 32,0 cm
2. (EFOMM - 2016) Um tanque metálico rígido com
1,0m3 de volume interno é utilizado para armazenar ox-
igênio puro para uso hospitalar. Um manômetro registra
a pressão do gás contido no tanque e, inicialmente, essa
pressão é de 30 atm. Após algum tempo de uso, sem que
a temperatura tenha variado, verifica-se que a leitura do
manômetro reduziu para 25 atm. Medido à pressão at-
mosférica, o volume, em m3, do oxigênio consumido du-
rante esse tempo é
(a) 5,0
(b) 12
(c) 25
(d) 30
(e) 48
3. (EFOMM - 2015) Um balão de vidro A, de 15,0 litros
de volume, contém ar à temperatura de 25°C e sob pressão
de 20,0 atm. Um outro balão B, de 20,0 litros de volume,
contém ar à temperatura de 10°C e sob pressão de 5,0
atm. Os dois balões são postos em comunicação e a tem-
peratura do conjunto é elevada a 40°C. Considerando-se
o vidro como indilatável, e utilizando-se a constante uni-
versal dos gases perfeitos como R = 0,082 atm.L/mol.K,
pode-se afirmar que a pressão do ar após a comunicação,
é de
(a) 1,5 atm.
(b) 5,4 atm.
(c) 12,1 atm.
(d) 20,2 atm.
(e) 26,9 atm.
4. (EFOMM - 2013) Um recipiente cilíndrico fechado con-
tém 60,0 litros de oxigênio hospitalar (O2) a uma pressão
de 100 atm e temperatura de 300 K. Considerando o O2
um gás ideal, o número de mols de O2 presentes no cilin-
dro é
Dado: constante gás ideal R ≈ 8,0 · 10−2 atm.L/mol.K.
(a) 100
(b) 150
(c) 200
(d) 250
(e) 300
5. (EFOMM - 2007) É fato conhecido que, ao mergulhar
em água, a pressão aumenta em 1 atm aproximadamente
a cada 10 metros de profundidade. Suponha que um mer-
gulhador, a serviço da PETROBRAS na bacia de cam-
pos, trabalhe a 130 metros de profundidade, ou seja, a
pressão total sobre ele é de cerca de 14 atmosferas (con-
siderando a pressão atmosférica). Assim sendo, a força
normal exercida sobre cada cm2 do seu corpo vale (em
N), aproximadamente,
(a) 14
(b) 140
(c) 1400
(d) 14000
(e) 140000
6. (EFOMM - 2005) Um cilindro, de área da seção
transversal reta "A", é provido de um êmbolo móvel, po-
dendo variar o volume de um gás ideal nele, contido.
Quando o êmbolo está na marca 0,3 m, a temperatura
corresponde a 300 K e a pressão a "P". Levando o êmbolo
até a marca 0,2 m e aumentando a temperatura para 400
K, a nova pressão do gás será de
(a) P
(b) 2 P
(c) 3 P
(d) 12 P
(e) 13 P
7. (EFOMM - 2020) Uma máquina de Carnot é projetada
para operar com 200 W de potência entre fontes de calor
de 200°C e 100°C. Com base nas características descritas,
a quantidade de calor absorvida per essa máquina, a cada
segundo, é de aproximadamente
(a) 400 J
(b) 550 J
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(c) 670 J
(d) 800 J
(e) 950 J
8. (EFOMM - 2019) Um mol de um gás ideal
monoatômico vai do estado a ao estado c, passando pelo
estado b, como mostrado na figura abaixo. A quantidade
de calor Q que entra no sistema durante esse processo é
de aproximadamente:
(a) 4000 J
(b) 5000 J
(c) 6000 J
(d) 7000 J
(e) 8000 J
9. (EFOMM - 2018)Um gás ideal sofre uma expansão
isotérmica, seguida de uma compressão adiabática. A
variação total da energia interna do gás poderia ser nula
se, dentre as opções abaixo, a transformação seguinte
fosse uma
(a) compressão isocórica
(b) expansão isocórica
(c) expansão isobárica
(d) compressão isobárica
(e) compressão isotérmica
10. (EFOMM - 2016) O diagrama PV da figura mostra,
para determinado gás ideal, alguns dos processos termod-
inâmicos possíveis. Sabendo-se que nos processos AB e
BD são fornecidos ao gás 120 e 500 joules de calor, re-
spectivamente, a variação da energia interna do gás, em
joules, no processo ACD será igual a
(a) 105
(b) 250
(c) 515
(d) 620
(e) 725
11. (EFOMM - 2014)Um gás ideal realiza o ciclo mostrado
na figura. O sistema é levado do estado inicial (i) para o
estado final (f) ao longo da trajetória indicada. Considere
Ei = 5cal e que para o percurso i-a-f Q = 13 cal e W =
3 cal. Sabendo que, no percurso de f até i, o trabalho
realizado é igual a 7 cal, o calor transferido para essa
trajetória é igual a
(a) -3 cal.
(b) 10 cal.
(c) 17 cal.
(d) -17 cal.
(e) -10 cal.
12. (EFOMM - 2014)Um gás monoatômico ideal sofre uma
expansão, realizando um trabalho de 200J. O gás foi sub-
metido aos seguintes processos: isobárico e adiabático. A
energia interna e o calor fornecido ao gás para cada pro-
cesso valem,respectivamente,
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(a) 300 J e 500 J; -200 J e 0.
(b) 200 J e 400 J; 300 e 100 J.
(c) 100 J e 300 J; 0 e 300 J.
(d) 500 J e - 200 J; - 300 J e 0.
(e) 300 J e -200 J; 0 e 200 J.
13. (EFOMM - 2013)Certa máquina térmica opera segundo
o ciclo de Carnot. Em cada ciclo completado, o trabalho
útil fornecido pela máquina é 1500 J. Sendo as temperat-
uras das fontes térmicas 150,0°C e 23,10°C, o calor rece-
bido da fonte quente em cada ciclo, em joules, vale
(a) 2500
(b) 3000
(c) 4500
(d) 5000
(e) 6000
14. (EFOMM - 2012)Em certo processo termodinâmico,
500 g de água são aquecidos de 20,0°C a 80,0°C e, ao
mesmo tempo, é realizado um trabalho de 3,20 · 105J so-
bre o sistema. A variação de energia interna, em kJ, é:
Dado: calor específico da água = 4,20 kJ/kg°C.
(a) 194
(b) 236
(c) 386
(d) 446
(e) 586
15. (EFOMM - 2011)Em relação aos conceitos de calor e
de temperatura, é correto afirmar que
(a) o calor é energia em trânsito e a temperatura é a
medida do calor.
(b) a temperatura e o calor são medidas da agitação
molecular.
(c) o calor é a variação da temperatura, e a temperatura
é o grau da agitação molecular.
(d) a temperatura é a variação do calor, e o calor é a
energia em trânsito.
(e) o calor é energia em trânsito e a temperatura é a
medida da agitação molecular.
16. (EFOMM - 2011) Observe a figura a seguir.
Um gás ideal sofre uma transformação descrita pelo ciclo
1→ 2→ 3→ 1, ilustrado no gráfico PV acima, sendo que
no trecho 3 → 1 o gás sofre uma compressão adiabática.
Considere U1, U2, e U3 as energias internas do gás em
1, 2 e 3, respectivamente. Nessas condições, analise as
afirmativas abaixo.
I. No trecho 3 → 1 não há troca de calor entre o gás e o
meio ambiente.
II. O trabalho realizado pelo gás no trecho 2 → 3 é igual
a U3 - U2.
III. O trabalho realizado sobre o gás no trecho 3 → 1 é
igual a U1 - U3.
IV. O trabalho realizado pelo gás no trecho 1 → 2 é igual
a U2 - U1.
Assinale a opção correta.
(a) Apenas a afirmativa I é verdadeira.
(b) Apenas as afirmativas I e II são verdadeiras.
(c) Apenas as afirmativas I e III são verdadeiras.
(d) Apenas as afirmativas II e IV são verdadeiras.
(e) Apenas as afirmativas III e IV são verdadeiras.
17. (EFOMM - 2010) Observe a figura a seguir.
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Uma certa massa de gás ideal encontra-se inicialmente no
estado termodinâmico 1, indicado no diagrama PV acima.
Em seguida, essa massa gasosa sofre uma expansão isotér-
mica até atingir o estado 2, logo depois uma compressão
adiabática até o estado 3 e retornando ao estado 1 através
de uma compressão isobárica. Sobre a série de transfor-
mações, pode-se dizer que,
(a) na transformação isotérmica, o gás sofreu um au-
mento da sua energia interna.
(b) na transformação adiabática, o gás realizou trabalho
sobre o meio ambiente.
(c) na transformação isobárica, o meio ambiente realizou
trabalho sobre o gás.
(d) ao completar o ciclo, o gás teve um aumento de calor.
(e) ao completar o ciclo, o gás teve uma redução da sua
energia interna.
18. (EFOMM - 2009) Os motores de combustão interna são
máquinas térmicas nas quais o sistema de refrigeração é
muito importante pois, caso falhe, pode provocara parada
total do funcionamento dessas máquinas. Com relação a
isso, pode-se afirmar que a refrigeração tem como princi-
pal objetivo
(a) manter a temperatura interna sob controle, evitando
a dilatação exagerada dos componentes envolvidos.
(b) diminuir bruscamente a temperatura interna para
que os componentes não sofram desgaste.
(c) diminuir a temperatura interna para produzir um
melhor aproveitamento na queima do combustível.
(d) manter o calor interno sob controle, evitando com
isso o desgaste dos componentes envolvidos.
(e) manter constantes o calor interno e a dilatação dos
componentes envolvidos para evitar desgastes.
19. (EFOMM - 2008) Seja um cilindro de aço de dimen-
sões internas, altura 95cm e raio da base 9 cm, utilizado
em uma experiência de laboratório, na qual um êmbolo
comprime certo volume de gás a 1/9 do seu valor inicial,
mantendo-se constante a pressão em 5 atm. O trabalho
realizado sobre o gás comprimido, em joules, é, aproxi-
madamente,
(a) 14456
(b) 13555
(c) 12721
(d) 11432
(e) 10884
20. (EFOMM - 2007)A figura abaixo representa um dia-
grama PV que descreve o ciclo de um gás monoatômico.
Sobre a variação de energia interna desse gás e a quanti-
dade de calor, pode-se afirmar que seus valores em Joule
valem, respectivamente,
(a) 0 ,+5,00 · 102
(b) 0 , -5,00 · 102
(c) 0 , +1,00 · 103
(d) +70 , -1,00 · 103
(e) +5,00 · 103,+1,00 · 103
21. (EFOMM - 2005) Uma máquina de Carnot possui
rendimento de 80% e a temperatura da fonte fria é de
-173°C. Para que essa máquina desenvolva potência útil
de 300 W, a potência e a temperatura da fonte quente
deverão, ser respectivamente:
(a) 370 W e 400 K
(b) 370 W e 300 K
(c) 375 W e 500 K
(d) 375 W e 400 K
(e) 270 W e 600 K
1. D
2. A
3. C
4. D
5. B
6. B
7. E
8. D
9. D
10. C
11. D
12. A
13. D
14. D
Fís
ica
com
Tr
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15. E
16. C
17. C
18. A
19. E
20. C
21. C