Lista_de_Termodinamica

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FACULDADE ANHANGUERA DE ANÁPOLIS 
 
LISTA DE EXERCÍCIOS – RDR Termodinâmica 
 
1. Analise as seguintes afirmativas a respeito dos tipos de transformações ou mudanças de estado de um gás. 
 
I-Em uma transformação isocórica o volume do gás permanece constante. 
II-Em uma transformação isobárica a pressão do gás permanece constante. 
III-Em uma transformação isotérmica a temperatura do gás permanece constante. 
IV-Em uma transformação adiabática variam o volume, a pressão e a temperatura. 
 
Com a relação as quatro afirmativas acima, marque a alternativa correta e justifique sua resposta: 
( ) A - Só I e III são verdadeiras. 
( ) B - Só II e III são verdadeiras. 
( ) C - I, II, III e IV são verdadeiras. 
( ) D - Só I é verdadeira. 
( ) E - Todas são falsas 
 
2. No estudo da termodinâmica, devemos definir e organizar tudo para ser estudado e analisado. Com base nisto, 
defina, classifique, diferencie e exemplifique o que é um sistema termodinâmico e o que é um volume de controle? 
 
3. Todos os sistemas e corpos possuem suas respectivas propriedades termodinâmicas, as quais definem o estado e 
as caracteristicas termodinâmicas de um sistema em um determinado instante para o estudo dos mesmos. Com 
base nos conceitos termodinamicos complete corretamente as lacunas das frases abaixo: 
 
A) As propriedades _____________ são independentes da massa de um sistema, e as propriedades ____________ 
são valores que dependem do tamanho ou extensão do sistema e podem variar com o tempo. 
B) O ___________________________ do sistema refere-se à condição do mesmo, descrito por suas propriedades. 
C) O ___________________________ é a mudança de um estado do sistema em equilibrio para outro. 
D) Um sistema está em equilíbrio ________________ apenas se houver tambem os equilibrios _______________, 
_________________ e _____________________. 
E) A série de estados pelos quais um sistema passa é denominada de _____________________. 
 
4. Com o avanço da termodinâmica, foram estudados os varios tipos de ciclos para maquinas que existem, sendo um 
dos principais o Ciclo de Carnot. Com isto, cite as etapas, as descreva e desta forma, explique o Ciclo de Carnot. 
 
5. Com o avanço da termodinâmica, foram estudados os varios tipos de ciclos para maquinas que existem, sendo um 
dos principais o Ciclo Diesel. Com isto, cite as etapas, as descreva e desta forma, explique o Ciclo Diesel de 4 
tempos. 
 
6. O ar dentro de um automóvel fechado tem massa de 2.6 kg e calor especifico de 720 J/kg °C. Considere que o 
motorista perde calor a uma taxa constante de 120 joules por segundo e que o aquecimento do ar confinado se 
deva exclusivamente ao calor emanado pelo motorista. Quanto tempo levara para a temperatura variar de 2.4°C a 
37°C? 
 
7. Considere como sistema o gás contido no cilindro mostrado na figura, provido de um êmbolo sobre o qual são 
colocados vários pesos pequenos. A pressão inicial é de 200 kPa e o volume inicial do gás é de 0,04 m3. 
 
a) Coloquemos um bico de Bunsen embaixo do cilindro e deixemos que o volume do gás aumente para 0,1 m3 , 
enquanto a pressão permanece constante. Calcular o trabalho realizado pelo sistema durante esse processo. como 
a pressão, este caso é constante. 
 
b) Consideremos o mesmo sistema e as mesmas condições iniciais e finais e admitindo que o gás se comporta como 
ideal com n=1 , porém, ao mesmo tempo que o bico de Bunsen está sob o cilindro e o êmbolo se levanta, 
removamos os pesos deste, de tal maneira que durante o processo a temperatura se mantém constante. 
 
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8. Uma máquina térmica recebe 20000 J de um reservatório térmico onde se realiza a queima gás natural e devolve 
12000 J ao meio ambiente na forma de calor. Encontre o trabalho realizado pela máquina térmica e calcule sua 
eficiência. 
 
9. Estudo de uma máquina térmica: Você é um engenheiro contratado para dar consultoria a uma indústria que 
trabalha com máquinas térmicas. Para poder propor soluções ao cliente, você precisa estudar as máquinas da 
planta. Uma delas contém 10 mols de um gás que pode ser aproximado por ideal. Em uma determinada fase do 
ciclo, o gás se expande lentamente a uma temperatura constante de 27 °C e a pressão se reduz de 20000 Pa até 
19000 Pa. Como você fará para determinar o quanto o gás foi expandido? Dado: R = 8,3 J/mol.K 
 
 
10. Um gás ideal sofre uma compressão isobárica sob a pressão de 4·10
3
 N/m
2
 e o seu volume diminui 0,2 m
3
. Durante 
o processo, o gás perde 1,8·10
3
 J de calor. Qual foi a variação da energia interna do gás? 
 
 
11. Qual a energia interna de 1,5 mols de um gás perfeito na temperatura de 20°C? Conisdere R=8,31 J/mol.K. 
Conversão da temperatura da escala Celsius para Kelvin: 
 
12. Uma máquina que opera em ciclo de Carnot tem a temperatura de sua fonte quente igual a 330°C e fonte fria à 
10°C. Qual é o rendimento dessa máquina? 
 
13. Em uma máquina térmica são fornecidos 3kJ de calor pela fonte quente para o início do ciclo e 780J passam para a 
fonte fria. Qual o trabalho realizado pela máquina, se considerarmos que toda a energia que não é transformada em 
calor passa a realizar trabalho? 
 
14. Quatro recipientes idênticos contêm quantidades iguais de gás hélio, de modo que todos têm a mesma temperatura 
inicial. Os recipientes de gás também têm um pistão móvel firmemente encaixado que não permite que o gás 
escape. Cada amostra de gás passa por um processo diferente, como descrito abaixo: 
 
Dessa forma, calcule quais são as variações de energia interna de cada uma das amostras de gás depois de passarem 
pelos processos descritos acima. 
 
15. Uma central de energia utilizada por uma equipe móvel de TV desenvolve 1,8.10
7 
joules de energia elétrica 
enquanto seu motor a gasolina consome 2,5 litros de combustível, cujo poder calorífico é de 3,6.10
7 
joules/litro. O 
rendimento da central é de: 
 
16. O rendimento de uma maquina termica é uma relação entre a energia transformada em trabalho e a energia 
absorvida da fonte quente. Sendo assim observe o esquema abaixo e calcule o rendimento em porcentagem de 
uma maquina termica teorica, que retira 1000 J da fonte quente e rejeita 650 J para a fonte fria. 
 
 
17. Um refrigerador de uso doméstico é uma máquina térmica invertida: o calor é retirado do congelador à temperatura 
de -23°C, enquanto a temperatura do ambiente em que ele se encontra é de 27°C. O coeficiente de desempenho do 
refrigerador de Carnot, operando em ciclos entre essas temperaturas, é: 
 
 
18. Considere uma geladeira ideal cujo compressor tenha potência útil igual a 5000 W. Assim, se durante cada minuto 
de funcionamento desse compressor, o radiador (serpentina traseira) transfere para o meio ambiente 7500 J/s de 
energia térmica, a eficiência do refrigerador é igual a: 
 
19. Defina quais são os enunciados que regem a 2º Lei da Termodinamica: 
 
 
20. Defina o que é um processo Irreverssivel e cite no minimo 5 exemplos de irreverssibilidade.