1 Lista de exercicios do 3 ano EM 4 bim 2011 FIS C termodinamica

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1ª Lista de exercícios do 3º ano do E.M. – 4º bimestre
Física C – Prof. Marco Antônio 
 (TERMODINÂMICA)
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1. (PUC) A temperatura de um gás é diretamente proporcional à energia cinética das suas partículas. Portanto, dois gases A e B, na mesma temperatura, cujas partículas tenham massas na proporção de m
/m
=4/1, terão as energias cinéticas médias das suas partículas na proporção Ec
/Ec
 igual a
a) ¼ b) ½ c) 1 d) 2 e) 4
2. (UNESP) Um pistão com êmbolo móvel contém 2 mols de O‚ e recebe 581J de calor. O gás sofre uma expansão isobárica na qual seu volume aumentou de 1,66L, a uma pressão constante de 10
N/m². Considerando que nessas condições o gás se comporta como gás ideal, utilize R = 8,3 J/mol.K e calcule
a) a variação de energia interna do gás.
b) a variação de temperatura do gás.
3. (UNESP) A energia interna U de uma certa quantidade de gás, que se comporta como gás ideal, contida em um recipiente, é proporcional à temperatura T, e seu valor pode ser calculado utilizando a expressão U=12,5T. A temperatura deve ser expressa em kelvins e a energia, em joules. Se inicialmente o gás está à temperatura T=300 K e, em uma transformação a volume constante, recebe 1250J de uma fonte de calor, sua temperatura final será
a)200K. b)300K. c)400K. d)600K. e)800K.
18. (UFPE) Um cilindro de 20cm² de seção reta contém um gás ideal comprimido em seu interior por um pistão móvel, de massa desprezível e sem atrito. O pistão repousa a uma altura h
=1,0m. A base do cilindro está em contato com um forno, de forma que a temperatura do gás permanece constante. Bolinhas de chumbo são lentamente depositadas sobre o pistão até que o mesmo atinja a altura h=80 cm. Determine a massa de chumbo, em kg, que foi depositado sobre o pistão. Considere a pressão atmosférica igual a 1atm. 
4. (UFPE) Uma caixa cúbica metálica e hermeticamente fechada, de 4,0 cm de aresta, contém gás ideal à temperatura de 300K e à pressão de 1atm. Qual a variação da força que atua em uma das paredes da caixa, em N, após o sistema ser aquecido para 330K e estar em equilíbrio térmico? Despreze a dilatação térmica do metal.
5. (FATEC) Um gás ideal sofre transformações segundo o ciclo dado no esquema p x V a seguir.
O trabalho total no ciclo ABCA é
a) igual a -0,4J, sendo realizado sobre o gás.
b) igual a -0,8J, significando que o gás está perdendo energia.
c) realizado pelo gás, valendo + 0,4 J.
d) realizado sobre o gás, sendo nulo.
e) nulo, sendo realizado pelo gás.
6. (FATEC) Um sistema termodinâmico realiza o ciclo ABCA representado a seguir.
O trabalho realizado pelo sistema no ciclo vale, em joules:
a)2,5×10
 b)4,0×10
 c)3,0×10
 d)5,0×10
 e)2,0×10
7. (UNESP) Um recipiente contendo um certo gás tem seu volume aumentado graças ao trabalho de 1664J realizado pelo gás. Neste processo, não houve troca de calor entre o gás, as paredes e o meio exterior. Considerando que o gás seja ideal, a energia de 1mol desse gás e a sua temperatura obedecem à relação U=20,8T, onde a temperatura T é medida em kelvin e a energia U em joule. Pode-se afirmar que nessa transformação a variação de temperatura de um mol desse gás, em kelvin, foi de:
a) 50. b) - 60. c) - 80. d) 100. e) 90.
 
8. (UFRS) Em uma transformação termodinâmica sofrida por uma amostra de gás ideal, o volume e a temperatura absoluta variam como indica o gráfico a seguir, enquanto a pressão se mantém igual a 20 N/m².
Sabendo-se que nessa transformação o gás absorve 250 J de calor, pode-se afirmar que a variação de sua energia interna é de
a)100J. b)150J. c)250J. d)350J. e)400J.
9. (UFRJ) Considere uma certa massa de um gás ideal em equilíbrio termodinâmico. Numa primeira experiência, faz-se o gás sofrer uma expansão isotérmica durante a qual realiza um trabalho W e recebe 150J de calor do meio externo. Numa segunda experiência, faz-se o gás sofrer uma expansão adiabática, a partir das mesmas condições iniciais, durante a qual ele realiza o mesmo trabalho W.
Calcule a variação de energia interna 
U do gás nessa expansão adiabática.
10. (UNESP) Um gás, que se comporta como gás ideal, sofre expansão sem alteração de temperatura, quando recebe uma quantidade de calor Q = 6 J.
a) Determine o valor 
E da variação da energia interna do gás.
b) Determine o valor do trabalho T realizado pelo gás durante esse processo.
11. (UFSM) Quando um gás ideal sofre uma expansão isotérmica,
a) a energia recebida pelo gás na forma de calor é igual ao trabalho realizado pelo gás na expansão.
b) não troca energia na forma de calor com o meio exterior.
c) não troca energia na forma de trabalho com o meio exterior.
d) a energia recebida pelo gás na forma de calor é igual à variação da energia interna do gás.
e) o trabalho realizado pelo gás é igual à variação da energia interna do gás.
12. (UFAL) Um gás recebe um trabalho de 2100J, sofrendo uma transformação isotérmica. Sendo o equivalente mecânico do calor igual a 4,2J/cal, esse gás deve ter cedido uma quantidade de calor, em calorias, igual a
a)5,0.10² b)1,1.10³ c)2,1.10³ d)4,2.10³ e)8,8.10³
13. (UFV) A seguir, são apresentadas algumas informações importantes acerca de processos termodinâmicos envolvendo um determinado gás ideal.
- A energia interna (U) do gás depende unicamente de sua temperatura absoluta (T).
- A variação da energia interna (
U) do gás pode ser dada por 
U=Q-W, onde Q é a quantidade de calor absorvida ( ou cedida) pelo gás e W o trabalho realizado por ele (ou sobre ele).
- O trabalho realizado pelo gás ao se expandir é numericamente igual à área sob a curva no correspondente diagrama Pressão versus Volume.
Analise agora a seguinte situação:
Um gás ideal de n moles encontra-se no estado termodinâmico 1. A partir desse estado, pode passar a um dos dois estados 2 ou 3, por transformação isovolumétrica ou isobárica, absorvendo, do meio externo, respectivamente, 1200cal ou 2000cal. O diagrama abaixo ilustra essas transformações, bem como uma possível expansão isotérmica do gás entre os estados 2 e 3, ao longo de uma curva abaixo da qual a área corresponde a 1100cal.
Utilizando as informações e os dados fornecidos, complete os quadros em branco da tabela seguinte, apresentando os valores de Q, W e 
U, correspondentes a cada uma das transformações citadas.
14. (UFSM) Um gás ideal sofre uma transformação: absorve 50cal de energia na forma de calor e expande-se realizando um trabalho de 300J. Considerando 1cal=4,2J, a variação da energia interna do gás é, em J, de
a) 250 b) -250 c) 510 d) -90 e) 90
15. (UFES) Considere uma garrafa térmica fechada com uma certa quantidade de água em seu interior. A garrafa é agitada fortemente por um longo período de tempo. Ao final desse período pode-se dizer que a temperatura da água
a) aumenta, pois o choque entre as moléculas gera calor.
b) aumenta, pois o ato de chacoalhar aumenta a energia interna da água.
c) aumenta, pois o trabalho vai ser transformado em calor.
d) diminui, pois a parede interna da garrafa térmica vai absorver o calor da água.
e) permanece constante, pois a garrafa térmica não permite troca de calor.
GABARITO
 1. C
 2. a) 415J
 b) 10K ou 10°C
 3. C 4. 5 Kg 5. 16N 6. A 7. D 
 8. B 9. -150J 10. a) 
E = 0 b) T = 6J 11. A
 12. A
 13. 
D
B
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