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ATIVIDADE DE FÍSICA 2º ANO - 3º UNID

Conjunto de exercícios de Física sobre termodinâmica: questões conceituais e numéricas sobre a 1ª lei, transformações (isobárica, isocórica, isotérmica, adiabática), diagramas PV, gás ideal monoatômico, cálculos de trabalho, calor, variação de energia interna e conversões cal↔J.

Ferramentas de estudo

Questões resolvidas

Um gás é submetido a um processo sob pressão constante de 400 N/m2 e sofre uma redução de seu volume em 0,25 m3.
Assinale aquilo que for FALSO:
a) a quantidade de trabalho realizada sobre o gás foi de - 100 J;
b) a variação da energia interna é de -150 J;
c) o gás recebe 250 J de calor;
d) o gás cede 250 J de calor;
e) a variação de temperatura desse gás é negativa;

Em uma transformação isobárica, a pressão do gás é _______ e sua energia interna aumenta se a diferença entre ______ e _______ for _________.
Complete as lacunas:
a) constante, calor, trabalho, nula.
b) constante, calor, trabalho, negativa.
c) variável, calor, trabalho, positiva.
d) constante, trabalho, calor, negativa.
e) constante, calor, trabalho, positiva.

A respeito da primeira lei da Termodinâmica, marque a alternativa incorreta:
a) Em uma transformação isotérmica, a variação da energia interna é nula.
b) A primeira lei da Termodinâmica trata da conservação da energia.
c) Em uma transformação isocórica, não haverá realização de trabalho.
d) Em uma transformação adiabática, o trabalho será realizado sobre gás quando a variação da energia interna é positiva.
e) A primeira lei da Termodinâmica diz que o calor fornecido a um gás é igual à soma do trabalho realizado pelo gás e a sua variação da energia interna.

Um cilindro com um pistão móvel contém 1 kg de gás nitrogênio a pressão de 1 atm. Em um processo isobárico, uma quantidade de calor igual a 25 kcal é adicionada ao gás e sua energia interna aumenta de 8 kcal.
A variação de volume do gás nesse processo é de, aproximadamente, Dados: 1 cal ≅ 4,18 J e 1 atm ≅ 1,01 x 105Pa.

A primeira lei da termodinâmica pode ser considerada como outra forma de enunciar a lei da conservação da energia.
A respeito da primeira lei da termodinâmica, julgue o próximo item.
Um gás é aquecido e descreve uma reta vertical em um diagrama PV do estado inicial (2,0 · 105 Pa e 4 m3 ) ao estado final (5,0 · 105 Pa e 3 m3 ).
O trabalho realizado pelo gás sobre o ambiente é de 900 kJ.

Um gás ideal recebe 200 J de calor de uma fonte térmica, ao mesmo tempo em que se expande realizando trabalho W = 50 cal.
Levando-se em conta que 1 cal = 4 J, qual foi a variação da energia interna do gás, em Joules, nesse processo?

Um gás é submetido a um processo térmico no qual recebe, de uma fonte térmica, 40.000 cal de calor, enquanto realiza trabalho no valor de 2,0 x 10 5 j.
Qual a variação, em joules, da energia interna do gás nesse processo?
Dado: 1 cal = 4 J

Um cilindro, fechado por um êmbolo, encerra o volume de 1,0 litro de um gás ideal à pressão de 2,5 x 105 Pa.
Quando o sistema recebe de uma fonte quente 300 J de calor, o êmbolo desloca-se sem atrito, de modo que o volume do gás seja duplicado em um processo termodinâmico, o qual pode ser considerado isobárico.
Nesse caso, a energia interna do gás sofreu uma variação, em joules, equivalente a:

Um sistema gasoso recebe do meio externo 200 cal, em forma de calor.
Sabendo que 1 cal = 4,2 J, determinar a variação de energia interna numa transformação isométrica.

Numa transformação isobárica, um gás realiza o trabalho de 400 J, quando recebe do meio externo 500 J.
Qual a variação de energia interna do gás nessa transformação?

Numa transformação gasosa reversível, a variação da energia interna é de + 300 J. Houve compressão e o trabalho realizado pela força de pressão do gás é, em módulo, 200 J. Então, é verdade que o
a) cedeu 500 J de calor ao meio
b) cedeu 100 J de calor ao meio
c) recebeu 500 J de calor do meio
d) recebeu 100 J de calor do meio
e) sofreu uma transformação adiabática

As afirmativas abaixo referem-se ao 1º princípio da Termodinâmica. Assinale a seguir a alternativa correta.
I. Em uma transformação isotérmica o calor trocado entre o sistema e o meio corresponde ao trabalho mecânico envolvido.
II. Em uma transformação isovolumétrica, o calor envolvido corresponde à variação da energia interna.
III. Em uma transformação adiabática, o trabalho mecânico envolvido corresponde à variação da energia interna com sinal trocado.
a) Nenhuma das afirmativas é correta
b) Somente as afirmativas I e II são corretas
c) Somente as afirmativas I e III são corretas
d) Somente as afirmativas II e III são corretas
e) As afirmativas I, II e III são corretas

Um sistema formado por um gás ideal sofre uma transformação com as seguintes características: Q = ΔU τ = 0.
Onde t é o trabalho realizado, ΔU é uma variação positiva (aumento) da energia interna e Q é o calor fornecido ou absorvido pelo sistema.
a) adiabática
b) isobárica
c) isométrica
d) isotérmica
e) adiabática e isotérmica

Certa quantidade de gás é aquecida de dois modos e, devido a isto, sua temperatura aumenta na mesma quantidade, a partir da mesma temperatura inicial.
Faz-se esse aquecimento, uma vez mantendo constante o volume do gás e outra, mantendo a pressão constante.
a) nos dois casos forneceu-se a mesma quantidade de calor ao gás
b) no segundo aquecimento não houve realização de trabalho
c) no segundo aquecimento todo o calor fornecido ao gás foi transformado em energia interna
d) o aumento da energia interna do gás foi o mesmo nos dois casos
e) o trabalho realizado no primeiro caso foi maior que no segundo

Um cilindro é fechado por um êmbolo que pode se mover livremente. Um gás, contido nesse cilindro, está sendo aquecido. Com base nessas informações, é correto afirmar que, nesse processo:
a) a pressão do gás aumenta e o aumento da sua energia interna é menor que o calor fornecido
b) a pressão do gás permanece constante e o aumento da sua energia interna é igual ao calor fornecido
c) a pressão do gás aumenta e o aumento da sua energia interna é igual ao calor fornecido
d) a pressão do gás permanece constante e o aumento da sua energia interna é menor que o calor fornecido

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Questões resolvidas

Um gás é submetido a um processo sob pressão constante de 400 N/m2 e sofre uma redução de seu volume em 0,25 m3.
Assinale aquilo que for FALSO:
a) a quantidade de trabalho realizada sobre o gás foi de - 100 J;
b) a variação da energia interna é de -150 J;
c) o gás recebe 250 J de calor;
d) o gás cede 250 J de calor;
e) a variação de temperatura desse gás é negativa;

Em uma transformação isobárica, a pressão do gás é _______ e sua energia interna aumenta se a diferença entre ______ e _______ for _________.
Complete as lacunas:
a) constante, calor, trabalho, nula.
b) constante, calor, trabalho, negativa.
c) variável, calor, trabalho, positiva.
d) constante, trabalho, calor, negativa.
e) constante, calor, trabalho, positiva.

A respeito da primeira lei da Termodinâmica, marque a alternativa incorreta:
a) Em uma transformação isotérmica, a variação da energia interna é nula.
b) A primeira lei da Termodinâmica trata da conservação da energia.
c) Em uma transformação isocórica, não haverá realização de trabalho.
d) Em uma transformação adiabática, o trabalho será realizado sobre gás quando a variação da energia interna é positiva.
e) A primeira lei da Termodinâmica diz que o calor fornecido a um gás é igual à soma do trabalho realizado pelo gás e a sua variação da energia interna.

Um cilindro com um pistão móvel contém 1 kg de gás nitrogênio a pressão de 1 atm. Em um processo isobárico, uma quantidade de calor igual a 25 kcal é adicionada ao gás e sua energia interna aumenta de 8 kcal.
A variação de volume do gás nesse processo é de, aproximadamente, Dados: 1 cal ≅ 4,18 J e 1 atm ≅ 1,01 x 105Pa.

A primeira lei da termodinâmica pode ser considerada como outra forma de enunciar a lei da conservação da energia.
A respeito da primeira lei da termodinâmica, julgue o próximo item.
Um gás é aquecido e descreve uma reta vertical em um diagrama PV do estado inicial (2,0 · 105 Pa e 4 m3 ) ao estado final (5,0 · 105 Pa e 3 m3 ).
O trabalho realizado pelo gás sobre o ambiente é de 900 kJ.

Um gás ideal recebe 200 J de calor de uma fonte térmica, ao mesmo tempo em que se expande realizando trabalho W = 50 cal.
Levando-se em conta que 1 cal = 4 J, qual foi a variação da energia interna do gás, em Joules, nesse processo?

Um gás é submetido a um processo térmico no qual recebe, de uma fonte térmica, 40.000 cal de calor, enquanto realiza trabalho no valor de 2,0 x 10 5 j.
Qual a variação, em joules, da energia interna do gás nesse processo?
Dado: 1 cal = 4 J

Um cilindro, fechado por um êmbolo, encerra o volume de 1,0 litro de um gás ideal à pressão de 2,5 x 105 Pa.
Quando o sistema recebe de uma fonte quente 300 J de calor, o êmbolo desloca-se sem atrito, de modo que o volume do gás seja duplicado em um processo termodinâmico, o qual pode ser considerado isobárico.
Nesse caso, a energia interna do gás sofreu uma variação, em joules, equivalente a:

Um sistema gasoso recebe do meio externo 200 cal, em forma de calor.
Sabendo que 1 cal = 4,2 J, determinar a variação de energia interna numa transformação isométrica.

Numa transformação isobárica, um gás realiza o trabalho de 400 J, quando recebe do meio externo 500 J.
Qual a variação de energia interna do gás nessa transformação?

Numa transformação gasosa reversível, a variação da energia interna é de + 300 J. Houve compressão e o trabalho realizado pela força de pressão do gás é, em módulo, 200 J. Então, é verdade que o
a) cedeu 500 J de calor ao meio
b) cedeu 100 J de calor ao meio
c) recebeu 500 J de calor do meio
d) recebeu 100 J de calor do meio
e) sofreu uma transformação adiabática

As afirmativas abaixo referem-se ao 1º princípio da Termodinâmica. Assinale a seguir a alternativa correta.
I. Em uma transformação isotérmica o calor trocado entre o sistema e o meio corresponde ao trabalho mecânico envolvido.
II. Em uma transformação isovolumétrica, o calor envolvido corresponde à variação da energia interna.
III. Em uma transformação adiabática, o trabalho mecânico envolvido corresponde à variação da energia interna com sinal trocado.
a) Nenhuma das afirmativas é correta
b) Somente as afirmativas I e II são corretas
c) Somente as afirmativas I e III são corretas
d) Somente as afirmativas II e III são corretas
e) As afirmativas I, II e III são corretas

Um sistema formado por um gás ideal sofre uma transformação com as seguintes características: Q = ΔU τ = 0.
Onde t é o trabalho realizado, ΔU é uma variação positiva (aumento) da energia interna e Q é o calor fornecido ou absorvido pelo sistema.
a) adiabática
b) isobárica
c) isométrica
d) isotérmica
e) adiabática e isotérmica

Certa quantidade de gás é aquecida de dois modos e, devido a isto, sua temperatura aumenta na mesma quantidade, a partir da mesma temperatura inicial.
Faz-se esse aquecimento, uma vez mantendo constante o volume do gás e outra, mantendo a pressão constante.
a) nos dois casos forneceu-se a mesma quantidade de calor ao gás
b) no segundo aquecimento não houve realização de trabalho
c) no segundo aquecimento todo o calor fornecido ao gás foi transformado em energia interna
d) o aumento da energia interna do gás foi o mesmo nos dois casos
e) o trabalho realizado no primeiro caso foi maior que no segundo

Um cilindro é fechado por um êmbolo que pode se mover livremente. Um gás, contido nesse cilindro, está sendo aquecido. Com base nessas informações, é correto afirmar que, nesse processo:
a) a pressão do gás aumenta e o aumento da sua energia interna é menor que o calor fornecido
b) a pressão do gás permanece constante e o aumento da sua energia interna é igual ao calor fornecido
c) a pressão do gás aumenta e o aumento da sua energia interna é igual ao calor fornecido
d) a pressão do gás permanece constante e o aumento da sua energia interna é menor que o calor fornecido

Prévia do material em texto

ESCOLA DE REFERÊNCIA EM ENSINO MÉDIO PROFESSOR ARNALDO CARNEIRO LEÃO.
	
	N O T A :
	
	Paulista,
	
	de
	
	de
	2019
	
	________,_____
	
	Aluno:
	
	Nº
	
	
	
	
	Série: 
	2º
	Turma:
	
	Ensino Médio
	
	(_________)
	
	Professora:
	Noemia Patrícia 
	
	
	
ATIVIDADE DE FÍSICA – 3º UNIDADE
Um gás é submetido a um processo sob pressão constante de 400 N/m2 e sofre uma redução de seu volume em 0,25 m3. Assinale aquilo que for FALSO:
a) a quantidade de trabalho realizada sobre o gás foi de - 100 J; 		 b) a variação da energia interna é de -150 J;					 c) o gás recebe 250 J de calor;							 d) o gás cede 250 J de calor;							 e) a variação de temperatura desse gás é negativa;
Em uma transformação isobárica, a pressão do gás é _______, e sua energia interna aumenta se a diferença entre ______ e _______ for _________.
a) constante, calor, trabalho, nula.							 b) constante, calor, trabalho, negativa.						 c) variável, calor, trabalho, positiva.							 d) constante, trabalho, calor, negativa.						 e) constante, calor, trabalho, positiva.
3) A respeito da primeira lei da Termodinâmica, marque a alternativa incorreta:
a) Em uma transformação isotérmica, a variação da energia interna é nula.	 b) A primeira lei da Termodinâmica trata da conservação da energia.		 c) Em uma transformação isocórica, não haverá realização de trabalho.
d) Em uma transformação adiabática, o trabalho será realizado sobre gás quando a variação da energia interna é positiva.						 e) A primeira lei da Termodinâmica diz que o calor fornecido a um gás é igual à soma do trabalho realizado pelo gás e a sua variação da energia interna.
4) O gráfico abaixo ilustra uma transformação 100 moles de gás ideal monoatômico recebem do meio exterior uma quantidade de calor 1800000 J. Dado R=8,31 J/mol.K.
 Determine:
a) o trabalho realizado pelo gás;							 b) a variação da energia interna do gás;						 c) a temperatura do gás no estado A.
5) Uma transformação é dada pelo gráfico abaixo:
Qual o trabalho realizado por este gás?
6) Um cilindro com um pistão móvel contém 1 kg de gás nitrogênio a pressão de 1 atm. Em um processo isobárico, uma quantidade de calor igual a 25 kcal é adicionada ao gás e sua energia interna aumenta de 8 kcal. A variação de volume do gás nesse processo é de, aproximadamente, Dados: 1 cal ≅ 4,18 J e 1 atm ≅ 1,01 x 105Pa
7)
O gráfico apresentado mostra a variação da pressão versus volume de um gás ideal que sofre um processo de expansão e contração isobárico e de aquecimento e resfriamento isocórico. Com base nesse gráfico, julgue o item seguinte como verdadeiro ou falso.
O calor recebido pelo gás é igual a 400 J ?
O trabalho realizado no ciclo é superior a 430 J ?
8) A primeira lei da termodinâmica pode ser considerada como outra forma de enunciar a lei da conservação da energia, ou seja, a variação de energia de um sistema é igual à diferença entre a energia recebida pelo sistema e a energia fornecida por um sistema. A respeito da primeira lei da termodinâmica, julgue o próximo item. 
Um gás é aquecido e descreve uma reta vertical em um diagrama PV do estado inicial (2,0 · 105 Pa e 4 m3 ) ao estado final (5,0 · 105 Pa e 3 m3 ). O trabalho realizado pelo gás sobre o ambiente é de 900 kJ. 
9) Uma amostra de um gás ideal recebeu calor de uma fonte, aumentando a sua temperatura em 2 vezes e meia. Nesse processo, foi realizado trabalho sobre o gás e seu volume foi reduzido à metade do volume inicial. Qual a pressão final do gás, em atm, 
10) Um gás ideal recebe 200 J de calor de uma fonte térmica, ao mesmo tempo em que se expande realizando trabalho W = 50 cal. Levando-se em conta que 1 cal = 4 J, qual foi a variação da energia interna do gás, em Joules, nesse processo?
11) Um gás é submetido a um processo térmico no qual recebe, de uma fonte térmica, 40.000 cal de calor, enquanto realiza trabalho no valor de 2,0 x 10 5 j .Qual a variação, em joules, da energia interna do gás nesse processo?
Dado: 1 cal = 4 J
12) Um cilindro, fechado por um êmbolo, encerra o volume de 1,0 litro de um gás ideal à pressão de 2,5 x 105 Pa. Quando o sistema recebe de uma fonte quente 300 J de calor, o êmbolo desloca-se sem atrito, de modo que o volume do gás seja duplicado em um processo termodinâmico, o qual pode ser considerado isobárico. Nesse caso, a energia interna do gás sofreu uma variação, em joules, equivalente a:
13) Um sistema gasoso recebe do meio externo 200 cal, em forma de calor. Sabendo que 1 cal = 4,2 J, determinar a variação de energia interna numa transformação isométrica.
14) Numa transformação isobárica, um gás realiza o trabalho de 400 J, quando recebe do meio externo  500 J. Qual a variação de energia interna do gás nessa transformação ?
15) (Ufla-MG) Numa transformação gasosa reversível, a variação da energia interna é de + 300 J. Houve compressão e o trabalho realizado pela força de pressão do gás é, em módulo, 200 J. Então, é verdade que o
a) cedeu 500 J de calor ao meio
b) cedeu 100 J de calor ao meio
c) recebeu 500 J de calor do meio
d) recebeu 100 J de calor do meio
e) sofreu uma transformação adiabática
16)(Ufla-MG) As afirmativas abaixo referem-se ao 1º princípio da Termodinâmica. Assinale a seguir a alternativa correta.
I. Em uma transformação isotérmica o calor trocado entre o sistema e o meio corresponde ao trabalho mecânico envolvido.
II. Em uma transformação isovolumétrica, o calor envolvido corresponde à variação da energia interna.
III. Em uma transformação adiabática, o trabalho mecânico envolvido corresponde à variação da energia interna com sinal trocado.
a) Nenhuma das afirmativas é correta
b) Somente as afirmativas I e II são corretas
c) Somente as afirmativas I e III são corretas
d) Somente as afirmativas II e III são corretas
e) As afirmativas I, II e III são corretas
17) (PUC-RS) Um sistema formado por um gás ideal sofre uma transformação com as seguintes características:
Q = ΔU τ = 0
Onde t é o trabalho realizado, ΔU é uma variação positiva (aumento) da energia interna e Q é o calor fornecido ou absorvido pelo sistema. Estes dados permitem concluir que no processo houve uma transformação:
a) adiabática
b) isobárica
c) isométrica
d) isotérmica
e) adiabática e isotérmica
18)(UFU-MG) Certa quantidade de gás é aquecida de dois modos e, devido a isto, sua temperatura aumenta na mesma quantidade, a partir da mesma temperatura inicial. Faz-se esse aquecimento, uma vez mantendo constante o volume do gás e outra, mantendo a pressão constante. Baseando-se nessas informações, é possível concluir que:
a) nos dois casos forneceu-se a mesma quantidade de calor ao gás
b) no segundo aquecimento não houve realização de trabalho
c) no segundo aquecimento todo o calor fornecido ao gás foi transformado em energia interna
d) o aumento da energia interna do gás foi o mesmo nos dois casos
e) o trabalho realizado no primeiro caso foi maior que no segundo
19)(UFMG) Um cilindro é fechado por um êmbolo que pode se mover livremente. Um gás, contido nesse cilindro, está sendo aquecido.
Com base nessas informações, é correto afirmar que, nesse processo:
a) a pressão do gás aumenta e o aumento da sua energia interna é menor que o calor fornecido
b) a pressão do gás permanece constante e o aumento da sua energia interna é igual ao calor fornecido
c) a pressão do gás aumenta e o aumento da sua energia interna é igual ao calor fornecido
d) a pressão do gás permanece constante e o aumento da sua energia interna é menor que o calor fornecido
 
GABARITO do Simulado de Física – Primeira Lei da Termodinâmica
	15 
	16 
	17 
	18 
	19 
	D
	E
	C
	D
	D

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