Lista 2 Unidade 2 (1)

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO – CAMPUS ANGICOS 
PROF.Cintia Duarte 
 
1. Uma amostra de um gás ideal é submetida ao processo cíclico abca mostrado na figura, a 
temperatura é de 200 K. Calcule: 
(a) O número de moles do gás que está presentes na amostra. (R. 15, mol) 
(b) A temperatura do gás no ponto b. (R. 1800 K) 
(c) A temperatura do gás no ponto c. (R. 600 K) 
(d) A energia líquida adicionada ao gás na forma de calor durante o ciclo? (R. 5000 J) 
 
2. Qual é a energia interna de 1,0 mol de um gás ideal monoatômico a 273 K? 
3. A temperatura de 2,00 mol de uma gás ideal monoatômico é aumentada de 15,0 K a 
pressão constante. Determine (a) o trabalho W realizado pelo gás, (b) a energia Q 
transferida para o gás na forma de calor, (c) a variação da energia interna do gás e (d) a 
variação da energia cinética média por átomo. 
 
4. Um mol de um gás ideal diatômico vai de a a c ao longo da trajetória diagonal mostrada 
na figura. Durante a transição 
(a) Qual é a variação da energia interna do gás? 
(R. -5000 J) 
(b) qual é a energia adicionada ao gás na forma de calor? (R. +2000 J) 
(c) Que calor é necessário para que o gás vá de a a c aos longo da trajetória indireta abc? 
(R. +5000 J) 
 
 
5. Uma amostra de gás expande-se de 1,0 até 5,0 m3 enquanto a sua pressão decresce de 15,0 
até 5,0 Pa. Quanto trabalho é realizado sobre o gás se a sua pressão varia com o volume 
de acordo com cada um dos três processos mostrados no diagrama p-V da figura? 
 
Responda: 
(a) Calcule o trabalho realizado pelo gás nos processos 1, 2 e 3: (R. 60 J, 40J, 20J ) 
(b) Calcule a variação da energia interna durante o processo 1, 2, e 3. Justifique sua resposta. 
(R. 15 J, 15 J, 15 J) 
(c) Calcule o calor absorvido pelo gás durante os processos 1, 2 e 3. (R. 75 J, 55 J, 35 J) 
(d) Em qual dos três processos a variação de entropia é maior. Justifique sua resposta. 
 
6. Um gás ideal monoatômico se expande lentamente até ocupar um volume igual ao dobro 
do volume igual ao dobro do volume inicial, realizando um trabalho de 300 J nesse 
processo. Calcule o calor fornecido ao gás e a variação da energia interna do gás sabendo 
que o processo é: 
(a) Isotérmico; R.( 𝑄 = 300 𝐽, ∆𝐸𝑖𝑛𝑡 = 0 𝐽) 
(b) Adiabático; R.(𝑄 = 0 𝐽, ∆𝐸𝑖𝑛𝑡 = 300 𝐽) 
(c) Isobárico; R.(𝑄 = 750 𝐽, ∆𝐸𝑖𝑛𝑡 = 450 𝐽) 
 
7. Um mol de um gás ideal tem um volume de 0,02 m³, uma temperatura de 300K e passa 
pelos seguintes estágios: 
1º É aquecido a pressão constante até a temperatura de 600K; 
2º É resfriado a volume constante até a temperatura inicial; 
3º Sofre uma compressão isotérmica até o volume, pressão e temperatura iniciais. 
 (a) Esboce o diagrama p-V para este ciclo identificando as isotérmicas envolvidas. 
(b) Quanto trabalho resultante é realizado pelo gás durante um ciclo? (R. 765 J) 
(c) Calcule a variação da energia interna durante a expansão. (coloque o sinal da energia 
interna). 
(d) Calcule a variação da energia interna durante a compressão. (coloque o sinal da 
energia interna). 
8. Um mol de um gás executa a expansão adiabática conforme o diagrama p-V abaixo. Qual 
o trabalho com sinal (+ ou -) durante o processo. A isoterma 1 tem temperatura de 300 K 
enquanto a isoterma 2 tem temperatura igual a 500 K. (R. 2493 J) 
 
9. Calcule o trabalho realizado por um agente externo ao comprimir 1,12 mol de oxigênio de 
um volume de 22,4 l e 1,32 atm de pressão até 15,3 l à mesma temperatura. (1 atm = 1,01 
x 105 Pa, 1 l = 1,0 x 10-3 m3) 
 
10. Uma grama de água (1 cm³) se transforma em 1671 cm³ quando ocorre um processo de 
ebulição a uma pressão constante de 1 atm (1,013 × 105𝑃𝑎). O calor de vaporização para 
essa pressão é 𝐿𝑉 = 2,256 × 10
6𝐽/𝑘𝑔. Calcule (a) o trabalho realizado pela água quando 
ela se transforma em vapor; (b) o aumento de sua energia interna. R. (169 J, 2087 J) 
 
11. Uma quantidade de ar vai do estado a até o estrado b ao longo de uma linha reta conforme 
o diagrama p-V. (a) Nesse processo, a temperatura do gás aumenta, diminui ou permanece 
constante? Explique. (b) Qual o trabalho realizado pelo gás neste processo? (c) Qual a 
quantidade de calor cedida ou absorvida durante o processo? Dados: 𝑉𝑎 = 0,07000 𝑚³, 
𝑉𝑏 = 0,11000 𝑚³, 𝑝𝑎 = 1,0 × 10
5 𝑃𝑎 e 𝑝𝑏 = 1,40 × 10
5 𝑃𝑎. Trate o gás com sendo 
ideal. 
 
12. (Prob. 19.42 Cap. 19 – Sears & Zemansky 12ª ed) Meio mol de um gás ideal vai do estado 
a ao estado c, como montra a figura. (a) Calcule a temperatura final do gás. (b) Calcule o 
trabalho realizado sobre o gás ou pelo gás enquanto passa do estado a para o estado c. (c) 
O calor deixa o sistema ou entra no sistema durante o processo? Que quantidade de calor? 
Explique. 
 
13. Uma amostra de n moles de um gás ideal experimenta uma expansão isotérmica. 
Determine o calor que flui para o gás em termos dos volumes inicial e final e da 
temperatura. (Dica: use a 1a. lei da termodinâmica) 
14. Uma quantidade de gás ideal monoatômico consiste de n moles inicialmente à temperatura 
T1. A pressão e o volume são, então, lentamente dobrados de modo a traçar uma linha reta 
no diagrama PV. 
a) O trabalho W realizado sobre o gás. (Dica: lembre-se que o trabalho realizado sobre 
um gás é igual à área sob a curva de pressão em um diagrama pV entre o volume 
inicial V1 e o volume final V2. Também observe que o gás sofreu uma expansão, 
portanto o sinal algébrico de W é negativo!) 
b) A temperatura final T2. (Dica: equação dos gases ideais...); 
c) A variação de energia interna Eint. (Dica: lembre-se que a variação de energia interna 
independe do caminho. No caso dos gases ideais, só depende da variação de 
temperatura...) 
d) O valor de Q.