lista termodinâmica 2020 completa

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CENTRO UNIVERSITÁRIO REDENTOR
CURSO DE GRADUAÇÃO EM _____________________________
	
	Aluno(a):
	Matrícula:
	
	Professora:
	Amanda Camerini Lima
	Data: 
	
	LISTA 3 
Termodinâmica: dilatação térmica, calorimetria, calor e trabalho, processos termodinâmicos, primeira lei da termodinâmica
	Física Geral e Experimental 2
1. Duas barras, uma de aço e outra de zinco, apresentam comprimentos iguais a 220,4 cm e 220 cm, respectivamente, a 20°C. Considerando o coeficiente de dilatação de aço igual a 12x10-6°C -1 e para o zinco 
27x10-6 °C-1, a que temperatura essas barras terão o mesmo comprimento? (141 °C)
2. Um cilindro oco de alumínio tem capacidade interna de 2 L a 20°C. Ele é completamente cheio terebintina e, então, lentamente aquecido até 80°C. Quanta terebintina transborda? (99,7 cm3).
Dado βterebintina = 9x10-4 (°C)-1l/
3. Um grama de água (1cm3) se transforma em 1671 cm3 quando ocorre o processo de ebulição a uma pressão constante de 1 atm. O calor de vaporização da água é 2,256x106J/kg. 
a) Calcule o W realizado pela água quando ela se transforma em vapor. (169 J)
b) Calcule o aumento de sua energia interna. ( 2087 J).
4. A ponte New River Gorge em Virgínia do Oeste é uma ponte de aço, com 518 m de comprimento. Quanto muda o comprimento total do leito da ponte entre os extremos de temperatura de – 20°C e 35°C?. O resultado indica o comprimento das de dilatação que devem ser construídas na estrutura. (0,313 m)
5. A temperatura de um lingote de metal de 0,05 kg é elevada para 200°C e então o lingote é colocado em um béquer isolado e leve contendo 0,4 kg de água inicialmente a 20°C. Se a temperatura final de equilíbrio do sistema combinado for 22,4°C, descubra o calor específico do metal. (453 J/kg.°C)
6. O elemento ativo de um determinado laser é feito de uma haste de vidro de 30 cm de comprimento por 1,5 cm de diâmetro. Se a temperatura da haste aumentar 65° C, qual é o aumento:
a) em seu comprimento? (0,176 mm)
b) em seu diâmetro? (8,78x10-4 cm)
c)em seu volume? 
7. Uma amostra de 50 g de cobre está a 25°C. Se 1200 J de energia forem cedidos `a amostra pelo calor, qual a temperatura final do cobre? (87°C)
8. a) Determine o trabalho realizado quando um fluido de expande de i até f como indicado na figura. 
b) Quanto trabalho é realizado se ele for comprimido de f para i ao longo da mesma trajetória? 
10. Um sistema termodinâmico é submetido a um processo no qual sua energia interna diminui 500 J. Ao mesmo tempo, 220 J de trabalho são realizados sobre o sistema. Encontre a energia transferida para o sistema ou pelo sistema por meio do calor. (- 720 J)
11. Um gás realiza o processo cíclico descrito na figura.
a) Encontre a energia resultante transferida para o sistema pelo calor durante um ciclo completo. (12k J)
b)Se o coclo for revertido, isto é, se o processo seguir a trajetória ACBA, qual será a entrada de energia resultante por ciclo pelo calor? (-12kJ)
12. A figura mostra como varia a temperatura de 200 g de uma substância, inicialmente na fase líquida, em função do calor por ela absorvido.
a) Qual é o calor específico da substância na fase líquida? (0,5 cal/g°C)
b) Determine o calor latente de vaporização da substância. (60 cal/g)
c) Qual é o calor específico da substÂncia na fase vapor? (0,75cal/g°C)
13. Um pedaço de 200 g de um determinado metal (calor específico 0,1 cal/g°C) a 200°C é colocado em 100 g de água, de calor específico 1 cal/g°C, a 10°C. Determine a temperatura de equilíbrio. (41,7°C)
14. Colocam-se em uma caneca 20 g de café a 80°C e 80g de leite a 20°C. Considerando que o café e o leite possuem o mesmo calor específico, determine a temperatura de equilíbrio do café com o leite. (32°C)
15. Um calorímetro de alumínio com massa de 100 g contém 250 g de água. O calorímetro e a água estão em equilíbrio térmico a 10°C. Dois blocos metálicos são colocados dentro da água. Um bloco é um pedaço de 50 g de cobre a 80°C. O outro bloco tem massa igual 70 g e está originalmente à temperatura de 100°C. O sistema todo se estabiliza à temperatura final de 20°C.
a) Determine o calor específico da amostra desconhecida. (0,435 cal/g°C)
b) Através de dados tabelados, diga qual é esse material.
16. Um gás ideal inicialmente a pi, Vi e Ti, realiza um ciclo como mostrado na figura.
a) Qual o trabalho resultante ? (4ViPi)
b) Qual é a variação da energia interna resultante? Qual é o calor? Explique a resposta
17. Determine a variação de energia interna de um sistema nas seguintes condições:
I Ele recebe 300 J na forma de calor e realiza um trabalho de 100 J.
II Ele cede 100 cal de calor enquanto é realizado sobre ele um trabalho de 500 J.
III Ele recebe 200 J de calor enquanto é realizado sobre ele um trabalho de 300 J.
18.O que acontece com a anergia interna de um sistema se ele cede calor e não realiza trabalho: aumenta, diminui ou permanece constante?
19.Um gás sofre uma expansão isotérmica, realizando um trabalho de 400 J. Determine a variação de energia interna do gás e a quantidade de calor trocada com o meio externo.
20. O volume de um gás permanece constante, enquanto sua pressão aumenta de 0,6 atm para 1 atm.
a) Esse gás realiza trabalho?
b) Explique o que acontece com a temperatura no gás, com a variação de energia interna e com a quantidade de calor tracada com o meio externo.
21. Um agente externo comprime um gás, realizando sobre ele um trabalho de 250 J. Verifica-se qua a energia interna do gás aumenta de 250 J. Nessas condições, assinale a alternativa que apresenta uma possível transformação sofrida pelo gás:
a) Isométrica
b) Isotérmica
c) Isobárica
d) Adiabática
22. Um gás ideal, em um recipiente mantido à volume constante, liberou 100 cal para sua vizinhança. A respeito dessa situação, considere as afirmativas:
I A energia interna do gás variou de 100 cal.
II A temperatura do gás aumentou.
III A pressão do gás diminuiu.
IV O trabalho realizado pelo gás foi nulo.
Estão corretas:
a) apenas I, II e III
b) apenas I, III e IV
c) apenas I, II e IV
d) apenas II, III e IV
e) todas
23.Quando um gás ideal sofre uma expansão à temperatura constante (transformação 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 de energia interna do gás.
24. De acordo com a primeira lei da termodinâmica, em uma expansão à temperatura constante de um gás ideal:
(01) o gás cede calor ao meio externo.
(02) a temperatura do gás se mantém constante.
(04) a quantidade de calor absorvida pelo gás é igual ao trabalho realizado por ele.
(08) a pressão do gás diminui.
(16) o trabalho é realizado sobre o gás.
Dê como resposta a soma dos números dos itens corretos.
25.Considerando-se uma expansão à pressão constante de um gás ideal, pode-se afirmar que:
a) a energia interna do gás aumenta.
b) a energia interna do gás permanece constante.
c) o sistema cede calor ao meio.
d) a energia interna do gás é diminuída da mesma quantidade de trabalho realizado.
26. Messias está preparando um almoço e deseja gelar latas da sua bebida preferida. Ele então as coloca dentro de uma caixa com isolamento térmico perfeito e sobre elas despeja gelo que está a uma temperatura de Considerando que as trocas de calor se dão, única e exclusivamente, entre o gelo e as latas, pode-se afirmar que o módulo do calor perdido pelas latas é igual ao módulo do calor recebido pelo gelo.
Sabendo que a temperatura inicial das latas é de que a capacidade térmica de cada lata é de e que o calor latente de fusão do gelo é de responda aos itens a seguir.
a) Determine a quantidade de calor extraído das latas até elas atingirem a temperatura de 
Justifique sua resposta, apresentando os cálculos envolvidos na resolução deste item.
b) Calcule a massa de gelo necessáriapara baixar a temperatura das latas para 
Justifique sua resposta, apresentando os cálculos envolvidos na resolução deste item. 
27. Em um estudo sobre fenômenos térmicos, foram avaliados quatro objetos distintos, cujos valores de massa de quantidade de calor e de variação de temperatura estão apresentados na tabela abaixo.
	Objeto
	
	
	
	I
	
	
	
	II
	
	
	
	III
	
	
	
	IV
	
	
	
Com base nesses dados, o objeto com o maior calor específico está identificado pelo seguinte número: 
a) I 
b) II 
c) III 
d) IV 
28. Duas amostras de massas iguais, uma de ferro e uma de alumínio, recebem a mesma quantidade de calor Sabendo que o calor específico do ferro vale que o calor específico do alumínio vale e que a temperatura da amostra do ferro se elevou em após receber a quantidade de calor qual foi a variação da temperatura da amostra de alumínio após receber a mesma quantidade de calor 
a) 
b) 
c) 
d) 
e) 
29. Um buffet foi contratado para servir convidados em um evento. Dentre os itens do cardápio constava água a Sabendo que o buffet tinha em seu estoque litros de água a determine a quantidade de gelo, em quilogramas, a necessário para obter água à temperatura de 
Considere que a água e o gelo estão em um sistema isolado.
Dados:
- densidade da água 
- calor específico da água 
- calor de fusão do gelo e
- calor específico do gelo 
a) 
b) 
c) 
d) 
30. O gráfico abaixo indica o comportamento térmico de de uma substância que, ao receber calor de uma fonte, passa integralmente da fase sólida para a fase líquida.
O calor latente de fusão dessa substância, em é igual a: 
a) 
b) 
c) 
d) 
31 Um estudo do ciclo termodinâmico sobre um gás que está sendo testado para uso em um motor a combustão no espaço é mostrado no diagrama a seguir. 
Se representa a variação de energia interna do gás, e é o calor associado ao ciclo, analise as alternativas e assinale a CORRETA. 
a) 
b) 
c) 
d) 
e) 
 
32 Considere o diagrama da figura a seguir.
O ciclo fechado ao longo do percurso é denominado ciclo Otto e representa o modelo idealizado dos processos termodinâmicos que ocorrem durante o funcionamento de um motor a gasolina. O calor recebido pelo motor, dado por é fornecido pela queima da gasolina no interior do motor. representa o trabalho realizado pelo motor em cada ciclo de operação, e é o calor rejeitado pelo motor, por meio da liberação dos gases de exaustão pelo escapamento e também via sistema de arrefecimento.
Considerando um motor que recebe de calor e que realiza de trabalho em cada ciclo de operação, responda aos itens a seguir.
a) Sabendo que o calor latente de vaporização da gasolina vale determine a massa de gasolina utilizada em cada ciclo de operação do motor.
b) Sabendo que, em um ciclo termodinâmico fechado, a soma das quantidades de calor envolvidas no processo é igual ao trabalho realizado no ciclo, determine a quantidade de calor rejeitada durante cada ciclo de operação do motor. 
33. A energia interna de um gás perfeito (gás ideal) tem dependência somente com a temperatura. O gráfico que melhor qualifica essa dependência é 
a
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) 
b) 
c) 
d) 
 
34. No estudo da termodinâmica dos gases perfeitos, são parâmetros básicos as grandezas físicas quantidade de calor trabalho e energia interna associadas às transformações que um gás perfeito pode sofrer. 
Analise as seguintes afirmativas referentes às transformações termodinâmicas em um gás perfeito: 
I. Quando determinada massa de gás perfeito sofre uma transformação adiabática, o trabalho que o sistema troca com o meio externo é nulo. 
II. Quando determinada massa de gás perfeito sofre uma transformação isotérmica, a variação da energia interna é nula 
III. Quando determinada massa de gás perfeito sofre uma transformação isométrica, a variação da energia interna sofrida pelo sistema é igual a quantidade de calor trocado com o meio externo. 
Está (ão) correta (s) apenas a(s) afirmativa (s) 
a) I. 
b) III. 
c) I e II. 
d) II e III. 
 35. O processo de expansão ou compressão de um gás em um curto intervalo de tempo pode representar um processo termodinâmico que se aproxima de um processo adiabático. Como exemplo, pode-se mencionar a expansão de gases de combustão em um cilindro de motor de automóvel em alta rotação.
É correto afirmar que, em um processo adiabático no sistema, 
a) a temperatura é constante e o trabalho realizado pelo sistema é nulo. 
b) não há transferência de calor. 
c) a pressão e o volume são constantes. 
d) a energia interna é variável e a pressão é constante. 
36. Certa quantidade de gás sofre três transformações sucessivas, e conforme o diagrama apresentado na figura abaixo.
A respeito dessas transformações, afirmou-se o seguinte:
I. O trabalho total realizado no ciclo é nulo.
II. A energia interna do gás no estado C é maior que no estado A.
III. Durante a transformação o gás recebe calor e realiza trabalho.
Está correto o que se afirmar em: 
a) I. 
b) II. 
c) III. 
d) I e II. 
e) II e III. 
37. Certa massa de gás ideal sofre a transformação cíclica representada no diagrama de pressão e volume 
O trecho em que a força exercida pelo gás realiza o maior trabalho é 
a) 
b) 
c) 
d) 
e) 
38. Abaixo temos o diagrama onde estão representadas três transformações que levam um gás ideal do estado inicial para o estado final 
Considerando o estudo das transformações gasosas, os três processos aos quais o gás é submetido são, respectivamente 
a) isobárico, isotérmico e isovolumétrico. 
b) isovolumétrico, isobárico e isotérmico. 
c) isotérmico, isobárico e isovolumétrico. 
d) isovolumétrico, isotérmico e isobárico. 
39. No controle de qualidade de produção de seringa, para aplicação de injeção, fez-se o seguinte teste: escolheu-se uma amostra da seringa fabricada e colocou-se de determinado gás. Em seguida, levou-se o sistema para uma estufa em que o volume passou para ao atingir o equilíbrio térmico. 
Considerando que esse processo ocorreu sobre pressão constante de calcule, em joule, o trabalho realizado pelo sistema. 
2
3
4
5
10g
calg,
70
80
90
100
int
E
D
Q
int
E0,Q0
D=>
int
E0,Q0
D=<
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int
E0,Q0
D><
int
E0,Q0
D<>
int
E0,Q0
D==
pV
abcda
1
Q,
W
2
Q
2.500J
875J
0C.
°
4
J
510,
g
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(W)
(U),
(W)
(U0).
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D
20C,
°
(Q)
AB,
®
BC
®
CA,
®
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-
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®
123451
-----
(P)
(V).
400calC
°
23
-
45
-
34
-
12
-
51
-
pV
´
(i)
(f).
63
3,010m
-
´
80calg,
63
3,510m
-
´
5
1,510Pa,
´
m,
Q
Δθ
m(g)
Q(cal)
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Δθ
°
20
100
10
30
120
60
150
40
180
15
Q.
0,11calgC,
°
0,22calgC
°
200C
°
Q,
Q?
50C
°
100C
°
150C
°
250C
°
100
10C.
°
30
25C,
°
0C,
°
10C.
°
3
1gcm;
=
1calgC;
=×°
80calgC;
=×°
0,5calgC
=×°