Lista de Exercicios Fisica II - 1º Lei da Termodinâmica e Gases Ideais

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Lista de Física 2 – Primeira Lei da Termodinâmica e Gás Ideal
Professora Fernanda Lopes Sá
1 – Um cilindro contém 12L de oxigênio a 20ºC e 15atm. A temperatura é aumentada para 35ºCe o 
volume reduzido para 8,5L. Qual a pressão final do gás. R: 22atm
2 – Um mol de oxigênio (que será suposto um gás ideal) se expande à temperatura constante de 
310K, de um volume inicial Vi de 12L ate um volume final Vf de 19L. 
a) Qual o trabalho realizado pelo gás ao se expandir? R: 1180J
b) Qual o trabalho realizado pelo gás durante uma compressão isotérmica de Vi=19L até Vf=12L? 
R:-1180J
3 – Qual a energia cinética de translação média (em elétron-volts) de moléculas de oxigênio no ar à 
temperatura ambiente (=300K)? E das moléculas de nitrogênio? R: 0,039 eV
4 – Uma bolha contendo 5 mol de hélio (monoatômico) é submersa até uma certa profundidade em 
água. Esta (em consequentemente o hélio) sofre um aumento de temperatura ΔT de 20ºC a pressão 
constante. Como consequência a bolha se expande.
a) Quanto calor Q é absorvido pelo hélio durante a expansão? R=2080J
b) Qual a variação ΔE na energia interna do hélio durante o aumento de temperatura? R= 1250J
c) Qual o trabalho W realizado pelo hélio, à medida que se expande contra a pressão da água em 
volta, durante o aumento de temperatura? R= 831J
5 – Encontre o número de moles e o numero de moléculas em um gás contido em um volume de 
1,00cm³, a pressão de 100Pa e à temperatura de 220K. R=5,47 10 mol;3,29 10¹⁻⁸ ⁶
6 – Uma quantidade de gás ideal a 10ºC e à pressão de 100 kPa ocupa um volume de 2,5 m³.
a) Quantos moles do gás estão presentes? R=106
b) Se a pressão for elevada para 300 kPa e a temperatura para 30ºC, Qual o volume que o gás 
ocupará? Suponha que não haja perdas. R= 0,892m³
7 – a) Qual o número de moléculas por metro cúbico no ar a 20ºC e a pressão de 1atm? 
b)Qual a massa de 1m³ desse ar? R= 2,5 10²⁵
Suponha que 75% das moléculas sejam de nitrogênio (N2) e 25% de oxigênio (O2) R=1,2kg
8 – Uma bolha de ar de 20cm³ está no fundo de um lago a 40m de profundidade, onde a temperatura 
é 4ºC. Ela se solta e vai para superfície, onde a temperatura é de 20ºC. Considere a temperatura da 
bolha como sendo a mesma da água à sua volta e encontre o seu volume exato momento antes em 
que alcança a superfície – ainda na água. R=100cm³
9 – 20,9J de calor são adicionados a um certo gás ideal. Como resultado, seu volume aumenta de 
50,0 para 100,0 centímetros cúbicos, enquanto a pressão permanece constante (1atm).
a) Qual a variação na energia interna do gás? R= 15,9J
b) Se a quantidade de gás presente for de 2,00 10 ³ mol, calcule o calor específico molar à pressão⁻ 
constante. R= 34,4 J/mol K
c) calcule o calor específico molar à volume constante. R=26,1J/mol K
10 – Um gás diatômico efetua 300J de trabalho e absorve 600 cal de calor. Qual a variação de 
energia interna do gás? R=2,2kJ
11 – Quando 20 cal de calor são absorvidas por um gás, o sistema efetua 30J de trabalho. Qual a 
variação da energia interna do gás? R= 54J
12 – O gás se expande a pressão constante até o volume de 3L. Depois é resfriado, a volume 
constante, até sua pressão cair a 2 atm. 
a) Mostrar este processo no diagrama PV e calcular o trabalho efetuado pelo gás. R=608J
b) Calcular o calor absorvido durante o processo R=1068J
13 – Um mol de oxigênio se expande isotermicamente ( a 310K) de uma volume inicial de 12L ate 
um volume final de 19L. Qual seria a temperatura final, se o gás tivesse expandido adiabaticamente 
até esse mesmo volume final? O oxigênio (O2) é diatômico, assim γ=1,4 R=258K
14 – a) Um litro de gás com γ= 1,3 está 273K e 1 atm. O gás é subitamente (adiabaticamente) 
comprimido até metade do seu volume. Calcule suas temperatura e pressão finais? R=2,5atm;340K
b) O gás então é resfriado, à pressão constante. Qual seu volume final? R=0,4L
15 – Dois moles de neônio gasoso, inicialmente a 20ºC e 1 atm, são comprimidos adiabaticamente 
até o volume reduzir a um quarto do volume inicial. Determinar a temperatura e a pressão final de 
compressão. R= 739K; 10,1atm