Lista 2 Termodinamica

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2ª Lista de Termodinâmica para Física 
1) Mostrar que para um gás ideal Cp=CV + nR 
 
2) Calcular para um gás ideal a entropia, entalpia, energias de Helmholtz e Gibbs. 
 
3) Mostrar, a partir da maximização da entropia que o equilíbrio térmico entre dois sistemas se 
dá quanto suas temperaturas são iguais. 
 
4) Obtenha a energia de Helmholtz A(T,V) para um sistema que obedece as seguintes equações: 
U=3PV/2 e p=AVT
4
 
 
5) Calcule a eficiência de uma máquina de Otto. 
 
6) Esboce em um gráfico (PxV) uma transformação que ocorre em oito etapas apresentadas a 
seguir: 
i. expansão isotérmica de um gás contra pressão constante de 2atm de 5L até 10L; 
ii. aquecimento isocórico ate que a pressão aumente em 0,5atm; 
iii. compressão isotérmica ate que o volume de 9L; 
iv. aquecimento isovolumétrico ate a pressão de 4atm; 
v. compressão isotérmica ate o volume de 6L; 
vi. resfriamento a volume constante ate a pressão de 2,5atm; 
vii. compressão isotérmica ate o volume de 5L; 
viii. resfriamento isocórico ate a pressão original. 
 
7) Calcule o trabalho envolvido na transformação ocorrido na questão anterior 
 
8) Em termos de conversão de energia em trabalho, cite uma vantagem e uma desvantagem que 
um processo reversível oferece sobre um processo irreversível. 
 
9) A figura abaixo mostra um ciclo reversível percorrido por 1 mol de um gás monoatômico 
ideal. O processo BC é uma expansão adiabática com pb=10,0 atm e Vb = 1,0.10
-3
 m
3
. Para o 
ciclo encontre: (a) a energia adicionada ao gás na forma de calor. (b) a energia liberada pelo 
gás na forma de calor. (c) o trabalho total realizado pelo gás e (d) a eficiência do ciclo. 
 
 
 
 
10) Por que a entropia aumenta com a elevação da temperatura? 
 
11) Cite um exemplo de transformação em que: 
a) o sistema esteja perdendo energia na forma de calor. 
b) o sistema esteja ganhando energia na forma de calor. 
c) trabalho seja realizado pelo sistema. 
d) trabalho esteja sendo realizado sobre o sistema. 
 
12) Identifique e explique os processos a seguir como espontâneos ou não. 
(a) dissolução de sal (NaCl) em uma sopa quente. 
(b) escalar o Monte Everest. 
(c) espalhar uma fragrância em um quarto destampando um frasco de perfume. 
(d) separar Helio e neônio em uma mistura de gases. 
 
13) Determine como a entropia do sistema varia em cada uma das transformações apresentadas a 
seguir: 
(a) fusão de um sólido. 
(b) congelamento de um líquido. 
(c) um líquido ferver. 
(d) o vapor se converter em sólido. 
(e) o vapor se condensar em um líquido. 
(f) um sólido sublimar. 
(g) a ureia se dissolver em água. 
 
14) Suponha que um amigo lhe tenha contado sobre o seguinte evento extraordinário: um bloco 
de metal que pesa 500g foi visto subindo espontaneamente da mesa em que repousava a té 
uma altura de 1; 00cm acima da mesa. Seu amigo declarou que o metal havia absorvido 
energia térmica da mesa, que foi então utilizada contra a atração gravitacional para fazê-lo 
subir. 
(a) esse processo viola a primeira lei da termodinâmica? Explique. 
(b) esse processo viola a segunda lei da termodinâmica? Explique.