Lista_Termodinamica_

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ENGENHARIAS
DISCIPLINA: FÍSICA GERAL I
PROFESSORES DE FÍSICA DO IESAM
Lista 10 de Exercícios
Problemas de Física 2 – Young & Freedman – 12ª Ed.
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IESAM – Engenharias – Física Geral I – Professores de Engenharia do IESAM
Calor, cinética dos gases e Termodinâmica
Três termômetros graduados nas escalas Celsius, Kelvin e Fahrenheit estão em contato com certo sistema. Um observador percebeu que na escala Celsius a temperatura sofreu uma variação de 30 ° C. Quais as variações apresentadas pelas outras escalas?
a) 303 K e 86 °F. d) 303 K e 54 °F.
b) 30 K e 86 °F. e) 30 K e 30 °F.
c) 30 K e 54 °F.
(Fatec-SP) As tampas metálicas dos recipientes de vidros são mais facilmente removidas quando o conjunto é imerso em água quente. Tal fato ocorre por que:
 A água quente lubrifica a superfícies em contato, reduzindo os atritos entre elas.
A água quente amolece o vidro, permitindo que a tampa se solte.
A água quente amolece o metal, permitindo que a tampa se solte.
O metal dilata-se mais que o vidro, quando ambos são sujeitos à mesma variação de temperatura.
O vidro dilata-se mais que o metal, quando ambos são sujeitos à mesma variação de temperatura.
 (Fatec-SP) Um fio de cobre de 100m sofre aumento de temperatura de 10 º C. O coeficiente de dilatação linear do cobre é 17.10-6 º C-1. A variação do comprimento foi de:
a) 17 mm b) 17 cm c) 17 m d) 1,7 m e) 1,7 mm 
 (PUC-SP) Uma linha férrea da ordem de 600 km de extensão tem sua temperatura variando de –15 º C no inverno até 35 º C no verão. A variação de comprimento que os trilhos sofrem na sua extensão é da ordem de (Dado: coeficiente de dilatação linear do material de que é feito o trilho = 10-5 º C-1)
 a)0,12 m b)30 m c)120 m d)300 m e)3000 m
A quantidade de energia que faz variar a temperatura dos corpos, sem alterar seu estado físico, chama-se:
Quantidade de calor eloqüente
Quantidade de calor pertinente
Quantidade de calor latente
Quantidade de calor aquecente
Quantidade de calor sensível
(Fatec-SP) O calor necessário, em média, para elevar de um grau Celsius a temperatura de um grama de uma substância denomina-se:
calor específico.
capacidade térmica.
calor de fusão.
calor de vaporização.
calor latente.
(PUC/Campinas-SP) Sobre a grandeza calor específico, podemos dizer que fornece, numericamente, a quantidade de calor:
necessária para que cada unidade de massa do corpo varie sua temperatura de um grau.
necessária para que cada unidade de massa do corpo mude de estado físico.
que um corpo troca com outro quando varia sua temperatura.
necessária para que a temperatura de um corpo varie de um grau.
que um corpo troca com outro quando muda de estado.
(Vunesp) A respeito da informação "O calor específico de uma substância pode ser considerado constante e vale 3 J/g . ºC”, três estudantes, I, II e III, forneceram as explicações seguintes:
Se não ocorrer mudança de estado, a transferência de 3 J de energia térmica para 1 g dessa substância provoca elevação de 1 ºC na sua temperatura.
Qualquer massa em gramas de um corpo construído com essa substância necessita de 3 J de energia térmica para que sua temperatura se eleve de 1 ºC.
Se não ocorrer mudança de estado, a transferência de 1 J de energia térmica para 3 g dessa substância provoca elevação de 1 ºC na sua temperatura.
Dentre as explicações apresentadas:
apenas l está correta.
apenas II está correta.
apenas III está correta.
apenas I e II estão corretas.
apenas II e III estão corretas.
Num dia ensolarado, a água do mar não se aquece tão rapidamente quanto a areia de uma praia. Isso acontece por que:
O calor específico da água é bem maior que o da areia.
A capacidade térmica da água é pequena.
O calor latente da água é pequeno.
O volume de água é muito grande.
O calor específico da areia é maior que o da água.
(UFRS) Dois corpos, A e B, à mesma temperatura, são colocados em contato. Sabe-se que o calor específico do corpo A é três vezes maior que o do corpo B. Assinale a afirmação correta:
O calor flui do corpo A para o corpo B.
O calor flui do corpo B para o corpo A.
Não há fluxo de calor entre os dois corpos.
A quantidade de calor contida no corpo A é três vezes maior.
“Tu vai chorar por causo disso?”
Um bloco de alumínio com 600 g de massa deve ser aquecido de 10 °C até 150 °C. Sendo de 0,22 cal/g °C o calor específico do alumínio, calcule:
a quantidade de calor que o bloco deve receber;
a sua capacidade térmica.
Um quilograma de glicerina, de calor específico 0,6 cal/g ºC, inicialmente a – 30 ºC,recebe 12.000 cal de uma fonte. Determine a temperatura final da glicerina.
(UFRS) Enquanto se expande, um gás recebe o calor Q = 100 J e realiza o trabalho 5 = 70 J. Ao final do processo podemos afirmar que a energia interna do gás:
Aumentou 170 J.
Aumentou 100 J.
Aumentou 30 J.
Diminuiu 70 J.
Diminuiu 30 J.
(UEMA) Sobre um sistema realiza-se um trabalho de 3.000 J e, em resposta, ele fornece 500 cal de calor durante o mesmo intervalo de tempo. A variação de energia interna do sistema durante esse processo é: (Dado: l cal = 4,2 J.)
a) +2.500 J b) -900 J c) +900 J 
d) +2.100 J e) -2.100 J
(U.E.Feira de Santana-BA) O gráfico mostra o diagrama p versos V de um gás ideal, que se expande de 0,1m3 , ao receber 200 KJ de calor. Nesse processo, a energia do gás aumenta, em KJ:
a) 40 b) 80 c) 100 d)120 e) 200
(U. Católica de Pelotas-RS) Para uma determinada massa de gás ideal, que sofre uma transformação isotérmica quase estática, pode-se afirmar que não há:
Variação de pressão 
Troca de calor
Variação de energia interna.
Realização de trabalho.
Nenhuma das ocorrências sugeridas.
(UFCE) Dispõe-se de duas quantidades iguais de um mesmo gás ideal, ambas a uma mesma temperatura To. As duas quantidades são então aquecidas até uma mesma temperatura T To, sendo que em uma delas o aquecimento é isobárico, enquanto na outra o aquecimento é isovolumétrico. Com base nessas informações é correio afirmar que:
O trabalho realizado no processo isovolumétrico é maior que no processo isobárico.
Para os dois casos fornece-se a mesma quantidade de calor.
No processo isobárico todo o calor fornecido foi transformado em energia interna.
A variação da energia interna foi a mesma para os dois gases.
Durante o processo isobárico o trabalho realizado foi igual à variação da energia interna.
(UEPA) Um estudante verifica a ação do calor sobre um gás perfeito inserido em uma seringa de vidro, aquecendo-a com uma vela e mantendo fechada a sua saída (ver figura). Desprezando-se o atrito entre o êmbolo da seringa e o vidro, pode-se afirmar que, durante o aquecimento:
o gás se tornará mais denso. Com isso, a pressão do ar atmosférico empurrará o êmbolo da seringa, comprimindo o gás.
se a pressão do gás se mantiver constante, a energia interna do sistema aumenta, fazendo com que o gás realize trabalho, deslocando o êmbolo da seringa.
se a pressão do gás se mantiver constante, o sistema gasoso recebe trabalho, diminuindo o volume interno da seringa.
se a energia interna do sistema aumenta, certamente o gás sofrerá uma transformação isométrica.
toda a energia recebida será integralmente utilizada para deslocar o êmbolo, tratando-se, portanto, de uma transformação isobárica do gás.
(ITA-SP) Das afirmações abaixo:
A energia interna de um gás ideal depende só da pressão.
Quando um gás passa de um estado 1 para outro estado 2, o calor trocado é o mesmo qualquer que seja o processo.
Quando um gás passa de um estado 1 para outro estado 2, a variação da energia interna é a mesma qualquer que seja o processo.
Um gás submetido a um processo quase-estático não realiza trabalho.
O calor específico de uma substância não depende do processo como ela é aquecida.
Quando um gás ideal recebe calor e não há variação de volume, a variação da energia interna é igual ao calor recebido.
Numa expansão isotérmica deum gás ideal o trabalho realizado é sempre menor do que o calor absorvido. As duas corretas são:
II e III 
III e IV 
IIl e V 
I e VII 
III eVI
(UFRN) José brincava com uma bomba manual de encher bola de futebol. Mantendo o orifício de saída de ar tampado com seu dedo, ele comprimiu rapidamente o êmbolo da bomba e observou que o ar dentro da bomba era aquecido. A explicação para esse fenômeno é:
Devido à rapidez da compressão, não há tempo para troca de calor entre o ar dentro da bomba e o meio externo; assim o trabalho realizado sobre o ar dentro da bomba aumenta a sua energia interna.
A rapidez da compressão favorece a troca de calor entre o ar dentro da bomba e o meio externo; assim o trabalho realizado sobre o ar dentro da bomba diminui a sua energia interna.
Em qualquer compressão de um gás, a temperatura do gás sempre aumenta.
Em qualquer transformação isovolumétrica, o trabalho realizado pelo gás é nulo.
Desafios:
Uma amostra de 200g de chumbo é aquecida a 90ºC e depois lançada num calorímetro que contém 500g de água e que está, inicialmente, a 20ºC. Desprezando a capacidade calorífica do vaso do calorímetro, achar a temperatura final do chumbo e da água. 
Dois cubos metálicos, um de cobre (Cu) e o outro de alumínio (Al), com 3cm de aresta, sendo que há uma fonte de calor de 100ºC encostado apenas no cubo de cobre e outra de 20ºC encostada no cubo de alumínio. Achar (a) a resistência térmica de cada cubo, (b) a resistência térmica do sistema constituído pelos dois cubos, (c) a corrente térmica I e (d) a temperatura na interface dos dois cubos. 
Uma máquina de Carnot opera entre dois reservatórios térmicos nas temperaturas Tq = 300K e Tf = 200K. (a) Qual o seu rendimento? (b) Se a máquina absorve 100J do reservatório quente durante cada ciclo, qual o trabalho que realiza? (c) Qual o calor que rejeita em cada ciclo? (d) Qual o COE desta máquina ao operar como refrigerador, entre os mesmos reservatórios? 
Dois moles de um gás ideal a T = 400K expande-se isotermicamente de um volume inicial de 40L até um volume final de 80L. (a) Achar a variação de entropia do gás. (b) Qual a variação de entropia do universo neste processo? 
Um pedaço de gelo de 100g, a 0ºC, está colocado num recipiente isolado, com 100g de água a 100ºC. (a) Quando se estabelece o equilíbrio térmico, qual a temperatura final da água? Ignorar a capacidade calorífica do recipiente. 
Uma bomba térmica é um dispositivo que, atuando como um refrigerador aquece uma casa retirando calor do exterior através de algum W e descarregando calor dentro da casa à taxa de 16 kW, para compensar as perdas normais de calor. Qual é o W mínimo por unidade de tempo que deve ser fornecido a bomba térmica? 
Uma máquina térmica que opera com 1 mol de um gás ideal diatômico, efetua o ciclo constituído por 3 etapas: (1) expansão adiabática da pressão inicial de 2,64 atm e volume inicial de 2,64 atm. Achar o trabalho ou a variação da energia interna de cada transformação do ciclo. 
Um mol de oxigênio gasoso à 20ºC é aquecido, na P=1atm, até a T= 100ºC. Admitindo que oxigênio tenha comportamento ideal, calcular: (a)o calor que deve ser fornecido ao gás para manter-se volume constante durante o aquecimento; (b) o calor que deve ser fornecido ao gás para manter-se pressão constante; (c) o W efetuado pelo gás no item (b).
A dois automóveis idênticos são adicionados com exatamente 10 litros de combustível; ao primeiro, 10 litros de octano; ao segundo, 10 litros de etanol. Sabendo que doctano = 0,703 g/ml e detanol = 0,789 g/ml, calcule a quantidade de calor transferido na combustão completa de cada combustível.