Lista 02

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LISTA DE 1º PRINCÍPIO DA TERMODINÂMICA 
 
1ª questão – Uma certa quantidade de um gás monoatômico ideal é submetida a um 
processo cíclico reversível realizado em etapas descritas abaixo: 
 
P1 = 65 atm P2 = 15 atm P3 = ? P1 = ? 
V1 = 30L → V2 = ? → V3 = ? → 
 V1 = ? 
T1 = ? (1) T2 = 2400 K (2) T3 = ? (3) T1 = ? 
 
Calcular Q, W e ∆U para cada etapa. 
 
Dados: Cp = 5 cal/molK Cv = 3 cal/molK. 
 
As siglas significam: 
 
(1) EXPANSÃO ADIABÁTICA 
(2) AQUECIMENTO ISOBÁRICO 
(3) COMPRESSÃO ISOTÉRMICA 
 
2ª questão – 14 gramas de N2(g) passa do estado 1 para o estado 2, descritos abaixo: 
 
Estado 1: T1 = 298K, P1 = 1 atm e V1 = 12,22 L 
 
Estado 2: T2 = ?, P2 = ? e V2 = 2V1 
 
Calcular o ΔU, Q e W para: 
a) Expansão isotérmica reversível; 
b) Expansão isotérmica irreversível, onde Wirreversível = 1,2 Wreversível. 
 
3ª questão – Um mol de um gás monoatômico ideal, inicialmente nas CNTP, expande-
se isotérmica e irreversivelmente até alcançar a pressão de 0,3 atm. Nesta expansão, o 
trabalho realizado é de 100 calorias. 
a) Calcular: ΔE, Q e W. 
b) Calcule também o trabalho reversível para esta variação isotérmica de estado. 
 
 
4ª questão – Achar a pressão total exercida por 2 gramas de eteno e 3 gramas de CO2 
contidos em um recipiente de 5 litros a 50ºC. 
 
 
 
 
 
5ª questão – Uma certa quantidade de nitrogênio, ocupando 4 L à pressão de 50 atm e 
temperatura de 200ºC, é submetida a um processo cíclico reversível realizado em 
etapas, que estão descritas abaixo: 
 
1ª etapa: Expansão adiabática até um volume de 6 L. 
 
2ª etapa: Compressão isotérmica até um volume de 5 L. 
 
3ª etapa: Compressão isobárica até o volume retornar ao inicial. 
 
4ª etapa: Processo a um volume constante, voltando o sistema ao estado inicial. 
 
a) Calcular Q, W e ∆E para cada etapa e para o ciclo. 
b) Esquematizar o processo em um gráfico P x V. 
 
 
6ª questão – Um mol de gás Hélio, com Cv = 3/2 R, inicialmente a 10 atm e 0ºC, sofre 
uma expansão adiabática reversível, como primeiro estágio num processo de liquefação 
do gás, até atingir a pressão atmosférica. Vamos considerá-lo como sendo um gás ideal. 
a) Calcule a temperatura final do gás. 
b) Calcule o trabalho realizado na expansão. 
 
 
 
FORMULÁRIO: Fator de correção = F.C. = 24,2 cal/atm.L 
 
∆U = ∆E = Q – W ∆U = nCv∆T P1V1 γ = P2V2 γ γ = Cp/Cv T1V1 γ-1 = T2V2 γ-1 
T1 γ P11- γ = T2 γ P21- γ R = 2 cal/molK R = 0,082 atm.L/mol.K 
 
1cal = 4,18400 Joules 
 
CNTP: Temperatura = 0ºC = 273 Kelvin e Volume = 22,4 Litros e Pressão = 1 atm