06 Gases e Termodinâmica

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Ao ser admitido no interior da câmara de combustão do 
motor de uma motocicleta, o vapor de etanol chega a ocupar 
o volume de 120 cm³ sob pressão de 1,0 atm e temperatura 
de 127 °C. Após o tempo de admissão, o pistão sobe, o 
volume ocupado por essa mistura diminui para 20 cm³ e a 
pressão aumenta para 12 atm. 
Considerando a mistura um gás ideal e desprezando perdas 
de calor devido à rápida compressão, a temperatura do gás 
resultante desse processo no interior da câmara passa a ser, 
em ° C, de 
a) 473 
b) 493 
c) 527 
d) 573 
e) 627 
 
Fazer vácuo significa retirar o ar existente em um volume 
fechado. Esse processo é usado, por exemplo, para 
conservar alimentos ditos embalados a vácuo ou para criar 
ambientes controlados para experimentos científicos. A 
figura abaixo representa um pistão que está sendo usado 
para fazer vácuo em uma câmara de volume constante 
VC = 2,0 litros. O pistão, ligado à câmara por uma válvula A, 
aumenta o volume que pode ser ocupado pelo ar em 
VP = 0,2 litros. Em seguida, a válvula A é fechada e o ar que 
está dentro do pistão é expulso através de uma válvula B, 
ligada à atmosfera, completando um ciclo de bombeamento. 
 
 
 
Considere que o ar se comporte como um gás ideal e que, 
durante o ciclo completo, a temperatura não variou. Se a 
pressão inicial na câmara é de PI = 33 Pa, a pressão final na 
câmara após um ciclo de bombeamento será de 
a) 30, 0 Pa 
b) 330,0 Pa 
c) 36,3 Pa 
d) 3,3 Pa 
 
Uma bolha de ar, com volume de 1,5 cm³ forma-se no fundo 
de um lago, a 20 m de profundidade, e sobe até atingir a 
superfície. A pressão atmosférica no local tem valor de 
1,0 atm e a temperatura do lago é a mesma em qualquer 
profundidade. Defina a transformação sofrida pela bolha de 
ar ao se deslocar do fundo até a superfície, o valor da 
pressão, em atmosferas, sobre a bolha no fundo do lago e 
qual o volume da bolha ao atingir a superfície. 
Lembre-se que uma coluna de água de 10 m de altura exerce 
uma pressão de, aproximadamente, 1,0 atm. 
a) Isotérmica, 3,0 atm e 4,5 cm³. 
b) Isotérmica, 4,5 atm e 3,0 cm³. 
c) Isotérmica, 2,0 atm e 3,0 cm³. 
d) Isométrica, 3,0 atm e 4,5 cm³. 
e) Isobárica, 4,5 atm e 3,0 cm³. 
 
Analise a figura abaixo. 
 
 
 
Após uma lavagem, certa quantidade de vapor d’água, na 
temperatura inicial de 27 °C, permaneceu confinada no 
interior de um tanque metálico. A redução da temperatura 
para 7,0 °C causou condensação e uma consequente 
redução de 50 % no número de moléculas de vapor. Suponha 
que o vapor d’água se comporte como um gás ideal 
ocupando um volume constante. Se a pressão inicial for 
3,0 x 10³ Pa a pressão final, em kPa, será 
a) 1,4 
b) 1,5 
c) 2,0 
d) 2,8 
e) 2,9 
 
Considere uma garrafa de refrigerante posta verticalmente 
sobre uma mesa horizontal. Com a garrafa ainda fechada, 
sua parte superior, entre a superfície do líquido e a tampa, é 
preenchida por um gás pressurizado. Considere que o 
refrigerante está inicialmente a 10 °C, e passados 10 minutos 
esteja a 21 °C. Sobre o gás entre a superfície do líquido e a 
tampa, é correto afirmar que, ao final dos 10 minutos, 
a) tem sua energia térmica aumentada e sua pressão 
reduzida. 
b) tem sua energia térmica e pressão aumentadas. 
c) tem sua energia térmica e sua pressão reduzidas. 
d) tem sua energia térmica reduzida e sua pressão 
aumentada. 
 
 
Em um freezer, muitas vezes, é difícil repetir a abertura da 
porta, pouco tempo após ter sido fechado, devido à 
diminuição da pressão interna. Essa diminuição ocorre 
porque o ar que entra, à temperatura ambiente, é 
rapidamente resfriado até a temperatura de operação, em 
torno de - 18 °C. Considerando um freezer doméstico, de 
280 L, bem vedado, em um ambiente a 27 °C e pressão 
atmosférica P0, a pressão interna poderia atingir o valor 
mínimo de: 
Considere que todo o ar no interior do freezer, no instante 
em que a porta é fechada, está à temperatura do ambiente. 
a) 35% de P0 
b) 50% de P0 
c) 67% de P0 
d) 85% de P0 
e) 95% de P0 
 
Em um laboratório de física são realizados experimentos 
com um gás que, para fins de análises termodinâmicas, pode 
ser considerado um gás ideal. Da análise de um dos 
experimentos, em que o gás foi submetido a um processo 
termodinâmico, concluiu-se que todo calor fornecido ao gás 
foi convertido em trabalho. 
Assinale a alternativa que representa corretamente o 
processo termodinâmico realizado no experimento. 
a) processo isovolumétrico 
b) processo isotérmico 
c) processo isobárico 
d) processo adiabático 
e) processo composto: isobárico e isovolumétrico 
 
Mantendo uma estreita abertura em sua boca, assopre com 
vigor sua mão agora! Viu? Você produziu uma transformação 
adiabática! Nela, o ar que você expeliu sofreu uma violenta 
expansão, durante a qual 
a) o trabalho realizado correspondeu à diminuição da 
energia interna desse ar, por não ocorrer troca de calor 
com o meio externo. 
b) o trabalho realizado correspondeu ao aumento da energia 
interna desse ar, por não ocorrer troca de calor com o 
meio externo. 
c) o trabalho realizado correspondeu ao aumento da 
quantidade de calor trocado por esse ar com o meio, por 
não ocorrer variação da sua energia interna. 
d) não houve realização de trabalho, uma vez que o ar não 
absorveu calor do meio e não sofreu variação de energia 
interna. 
e) não houve realização de trabalho, uma vez que o ar não 
cedeu calor para o meio e não sofreu variação de energia 
interna. 
 
Uma máquina térmica que opera, segundo o ciclo de Carnot, 
executa 10 ciclos por segundo. Sabe-se que, em cada ciclo, 
ela retira 800 J da fonte quente e cede 400 J para a fonte fria. 
Se a temperatura da fonte fria é igual a 27 °C, o rendimento 
dessa máquina e a temperatura da fonte quente valem, 
respectivamente, 
a) 20 %; 327 K. 
b) 30 %; 327 K. 
c) 40 %; 700 K. 
d) 50%; 600 K. 
 
As máquinas térmicas são capazes de converter calor em 
trabalho. Elas funcionam em ciclos e utilizam duas fontes de 
temperaturas diferentes: uma quente, de onde recebe calor, 
e uma fria, para onde o calor rejeitado é direcionado. A 
respeito das máquinas térmicas, é importante saber que elas 
não transformam todo o calor em trabalho, ou seja, o 
rendimento de uma máquina térmica é sempre inferior a 
100 %. 
 
Fonte: http://www.infoescola.com/fisica/maquina-termica/. Acessado em 
15 de julho de 2016. (Adaptado) 
 
Um esquema de máquina térmica eficiente é mostrado na 
figura a seguir: 
 
 
 
No que diz respeito à máquina representada, assinale a 
alternativa CORRETA. 
a) Ela é ideal. 
b) Pode funcionar como esquematizada, uma vez que não 
viola as Leis da Termodinâmica. 
c) Só pode funcionar entre essas temperaturas, se o calor 
rejeitado for igual a 12 kJ. 
d) Trabalha abaixo da eficiência de Carnot. 
e) Não pode funcionar da forma esquematizada. 
 
 
Um condicionador de ar, funcionando no verão, durante 
certo intervalo de tempo, consome 1600 cal de energia 
elétrica, retira certa quantidade de energia do ambiente que 
está sendo climatizado e rejeita 2400 cal para o exterior. A 
eficiência desse condicionador de ar é 
a) 0,33 
b) 0,50 
c) 0,63 
d) 1,50 
e) 2,00 
 
 
01. C 05. B 09. D 
02. A 06. D 10. E 
03. A 07. B 11. B 
04. A 08. A