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CALORIMETRIA ⟨𝑬𝑬𝑨𝑹|𝐅Í𝐒𝐈𝐂𝐀|𝑩𝑹𝑼𝑵𝑶 𝑪𝑬𝑪Í𝑳𝑰𝑶⟩ Questão 01 Um mergulhador precisa encher seu tanque de mergulho, cuja capacidade é de 1,42x10-2 m3, a uma pressão de 140 atm e sob temperatura constante. O volume de ar, em m3, necessário para essa operação, à pressão atmosférica de 1 atm, é aproximadamente igual a: A. 1/4 B. 1/2 C. 2 D. 4 Questão 02 Seja um recipiente metálico fechado e contendo ar comprimido em seu interior. Considere desprezíveis as deformações no recipiente durante o experimento descrito a seguir: a temperatura do ar comprimido é aumentada de 24 °C para 40 °C. Sobre esse gás, é correto afirmar-se que A. sua pressão permanece constante, pois já se trata de ar comprimido. B. sua pressão aumenta. C. sua energia interna diminui, conforme prevê a lei dos gases ideais. D. sua energia interna permanece constante, pois o recipiente não muda de volume e não há trabalho realizado pelo sistema. Questão 03 Uma amostra de um gás ideal sofre uma compressão isotérmica. Essa amostra, portanto, A. ganha calor da vizinhança. B. perde calor para a vizinhança. C. está a mesma temperatura da vizinhança. D. está a uma temperatura menor que a vizinhança. Questão 04 O diagrama Volume versus Temperatura, a seguir, representa uma transformação gasosa, I → II → III, sofrida por um mol de gás ideal. Considerando R = 2,0 cal/mol.K, qual é o trabalho realizado pelo gás nesse processo? A. 800 J B. 4 000 J C. 800 cal D. 4 000 cal Questão 05 Um gás ideal sofre uma expansão isotérmica, seguida de uma compressão adiabática. A variação total da energia interna do gás poderia ser nula se, dentre as opções abaixo, a transformação seguinte fosse uma A. compressão isotérmica B. expansão isocórica C. expansão isobárica CALORIMETRIA ⟨𝑬𝑬𝑨𝑹|𝐅Í𝐒𝐈𝐂𝐀|𝑩𝑹𝑼𝑵𝑶 𝑪𝑬𝑪Í𝑳𝑰𝑶⟩ D. compressão isobárica Questão 06 teoria cinética dos gases se baseia em quatro postulados; analise-os. I. O gás é formado por moléculas que se encontram em movimento desordenado e permanente. Cada molécula pode ter velocidade diferente das demais. II. Cada molécula do gás interage com as outras somente por meio de colisões (forças normais de contato). A única energia das moléculas é a energia cinética. III. Todas as colisões entre as moléculas e as paredes do recipiente que contêm o gás são perfeitamente elásticas. A energia cinética total se conserva, mas a velocidade de cada molécula pode mudar. IV. As moléculas são infinitamente pequenas. A maior parte do volume ocupado por um gás é o espaço vazio. Estão corretas as afirmativas A. I, II, III e IV. B. I e II, apenas. C. II e III, apenas. D. I, III e IV, apenas. Questão 07 O gráfico a seguir representa uma transformação cíclica sofrida por uma determinada massa de gás perfeito. No ciclo ABCDA em questão tem-se que: A. Ocorre um aumento na energia cinética. B. O trabalho realizado pelo gás é negativo. C. As transformações AB e BC são, respectivamente, isobárica e isotérmica. D. Toda quantidade de calor trocada pelo sistema é convertida em trabalho. Questão 08 Um gás ideal com volume inicial de 6 litros sofreu uma transformação isotérmica e teve sua pressão reduzida para 40% de seu valor inicial. Nessa transformação, o gás apresentou um aumento no seu volume correspondente a: A. 4 litros. B. 5 litros. C. 9 litros. D. 10 litros. Questão 09 Considere a mesma amostra de gás ideal recebendo a mesma quantidade de calor, no mesmo intervalo de tempo, em duas situações diferentes. A primeira situação mantendo a amostra a pressão constante e a segunda a volume constante. É correto afirmar que CALORIMETRIA ⟨𝑬𝑬𝑨𝑹|𝐅Í𝐒𝐈𝐂𝐀|𝑩𝑹𝑼𝑵𝑶 𝑪𝑬𝑪Í𝑳𝑰𝑶⟩ A. a temperatura aumenta mais rapidamente, quando a amostra é mantida a volume constante. B. a temperatura aumenta mais rapidamente, quando a amostra é submetida a pressão constante. C. as duas situações resultam em variações iguais de temperatura. D. nas duas situações, quando a amostra recebe essa quantidade de calor não ocorre qualquer variação de temperatura. Questão 10 20 litros de um gás perfeito estão confinados no interior de um recipiente hermeticamente fechado, cuja temperatura e a pressão valem, respectivamente, 27° C e 60 Pa. Considerando R, constante geral dos gases, igual a 8,3 J/mol.K, determine, aproximadamente, o número de mols do referido gás. A. 1,5x10-4 B. 4,8x10-4 C. 6,2x10-4 D. 8,1x10-4 Questão 11 Considere uma máquina térmica que funciona em ciclos, tal como indica o gráfico da pressão em função do volume apresentado abaixo: Observação: as linhas pontilhadas que determinam os segmentos AB e DC são paralelas ao eixo V, de maneira análoga, as linhas pontilhadas que determinam os segmentos DA e BC são paralelas ao eixo P. Nesse caso, podemos afirmar, corretamente, que A. o trabalho resultante é nulo. B. o ciclo é formado por duas transformações isocóricas e duas isobáricas. C. o ciclo é formado por duas transformações isotermas e duas isobáricas. D. todas as transformações ocorridas no ciclo foram adiabáticas. Questão 12 De acordo com as aplicações da primeira lei da termodinâmica aos gases, analise as afirmativas. I. “Em uma transformação___________________, o trabalho que o gás realiza é igual ao calor que ele absorve.” II. “Em uma transformação ___________________, o gás não realiza trabalho ao ser aquecido ou resfriado.” III. “Em uma transformação ___________________, o gás realiza trabalho, mas não recebe nem libera calor.” Assinale a alternativa que completa correta e sequencialmente as afirmativas anteriores. A. isovolumétrica / isotérmica / adiabática B. isotérmica / isovolumétrica / adiabática C. adiabática / isovolumétrica / isotérmica D. isotérmica / adiabática / isovolumétrica Questão 13 Podemos afirmar que, para um gás ideal, ao final de toda transformação cíclica, A. o calor total trocado pelo gás é nulo. B. a variação da energia interna do gás é nula. CALORIMETRIA ⟨𝑬𝑬𝑨𝑹|𝐅Í𝐒𝐈𝐂𝐀|𝑩𝑹𝑼𝑵𝑶 𝑪𝑬𝑪Í𝑳𝑰𝑶⟩ C. o trabalho realizado pelo gás é nulo. D. a pressão interna do gás diminui. Questão 14 Os gráficos a seguir representam transformações gasosas nas quais pelo menos uma das grandezas: temperatura, pressão ou volume permanece constante. Analise‐os. As transformações I, II e III são respectivamente: A. Isobárica, isovolumétrica e isotérmica. B. Isovolumétrica, isotérmica e isobárica. C. Isotérmica, isovolumétrica e isobárica. D. Isovolumétrica, isobárica e isotérmica. Questão 15 Considere que num recipiente cilíndrico com êmbolo móvel existem 2 mols de moléculas de um gás A à temperatura inicial de 200 K. Este gás é aquecido até a temperatura de 400 K numa transformação isobárica. Durante este aquecimento ocorre uma reação química e cada molécula do gás A se transforma em duas moléculas de um gás B. Com base nesses dados e nos conceitos de termodinâmica, é correto afirmar que o volume final do recipiente na temperatura de 400 K é: A. 3 vezes menor que o valor do volume inicial. B. de valor igual ao volume inicial. C. 2 vezes maior que o valor do volume inicial. D. 4 vezes maior que o valor do volume inicial. Questão 16 Uma determinada massa de um gás ideal passa pelo ciclo ABCA, representado na figura abaixo, sendo sua temperatura inicial de 600K. O calor líquido trocado durante um ciclo é: A. 4× 105 J B. 5× 105 J C. 6× 105 J D. 8× 105 J Questão 17 Para um gás ideal ou perfeito temos que: A. as suas moléculas não exercem força uma sobre as outras, exceto quando colidem. B. as suas moléculas têm dimensões consideráveis em comparação com osespaços vazios entre elas. C. mantido o seu volume constante, a sua pressão e a sua temperatura absoluta são inversamente proporcionais. D. a sua pressão e o seu volume, quando mantida a temperatura constante, são diretamente proporcionais. Questão 18 Uma amostra de um gás ideal sofre a transformação termodinâmica do estado A para o CALORIMETRIA ⟨𝑬𝑬𝑨𝑹|𝐅Í𝐒𝐈𝐂𝐀|𝑩𝑹𝑼𝑵𝑶 𝑪𝑬𝑪Í𝑳𝑰𝑶⟩ estado B representada no gráfico P (pressão) em função de T (temperatura) representada a seguir: Entre as alternativas, assinale aquela que melhor representa o gráfico P em função de V (volume) correspondente a transformação termodinâmica de A para B. A B C D Questão 19 O Ciclo de Carnot, proposto no século XVIII pelo físico e engenheiro Nicolas Leonard Sadi Carnot, consiste em uma sequência de transformações gasosas, na qual uma máquina térmica, operando entre duas fontes térmicas, alcança rendimento máximo se operar em um ciclo totalmente reversível, independentemente da substância utilizada. Considerando o Ciclo de Carnot para um gás ideal, assinale a alternativa correta. A. Entre os pontos 1 e 2 a energia interna do gás aumenta. B. Entre os pontos 2 e 3 o gás cede calor para a fonte fria. C. Entre os pontos 3 e 4 o gás rejeita calor para a fonte fria. D. Entre os pontos 4 e 1 o gás recebe calor da fonte quente. Questão 20 Uma amostra de um gás ideal realiza uma sequência de transformações termodinâmicas (AB, BC, CD e DA) conforme o gráfico pressão (P) em função do volume (V) a seguir. Assinale a alternativa que indica corretamente as transformações termodinâmicas pelas quais a energia interna da amostra aumentou. A. DA e CD B. AB e BC CALORIMETRIA ⟨𝑬𝑬𝑨𝑹|𝐅Í𝐒𝐈𝐂𝐀|𝑩𝑹𝑼𝑵𝑶 𝑪𝑬𝑪Í𝑳𝑰𝑶⟩ C. AB e DA D. BC e CD Questão 21 Considere as seguintes afirmações sobre uma máquina térmica operando segundo o ciclo de Carnot, entre duas fontes de calor, uma a 27ºC e a outra a 57ºC. ( ) O rendimento dessa máquina é de aproximadamente 52% e esse rendimento é máximo, ao menos que a temperatura da fonte fria seja zero. ( ) O rendimento dessa máquina é de aproximadamente 10% e, caso essa máquina receba 5000J de calor da fonte quente, rejeitará 1000J para a fonte fria. ( ) O rendimento dessa máquina é de aproximadamente 10% e, caso essa máquina receba 5000J da fonte quente, rejeitará 4500J para a fonte fria. ( ) O rendimento dessa máquina irá aumentar se houver aumento da diferença de temperatura entre as fontes de calor. Atribuindo-se verdadeiro (V) ou falso (F) para cada uma das afirmações, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. A. V – F – V – F B. V – V – V – F C. F – F – V – F D. F – F – V – V Questão 22 Uma certa amostra de um gás monoatômico ideal sofre as transformações que são representadas no gráfico Pressão X Volume (PXV), seguindo a sequência ABCDA. O trabalho realizado pelo gás na transformação AB e a variação de energia interna do gás no ciclo todo, em joules, valem, respectivamente: A. zero e zero. B. 4x106 e zero. C. zero e 3,2 x 106 . D. 3,2 x 106 e zero. Questão 23 Uma amostra de um gás ideal sofre uma expansão isobárica. Para que isto ocorra é necessário que essa amostra A. não realize trabalho. B. permaneça com temperatura constante. C. receba calor e cujo valor seja maior que o trabalho realizado. D. receba calor e cujo valor seja menor que o trabalho realizado. Questão 24 Um cilindro dotado de um êmbolo contém aprisionado em seu interior 150cm3 de um gás ideal à temperatura controlada de 22ºC e à pressão de 2Pa. Considere que o êmbolo do cilindro pode ser movido por uma força externa, de modo que o gás seja comprimido a um terço de seu volume inicial, sem, contudo, variar a sua temperatura. Nessas condições, determine em Pascal (Pa) a nova pressão à qual o gás estará submetido. A. 2 B. 3 C. 6 D. 9 CALORIMETRIA ⟨𝑬𝑬𝑨𝑹|𝐅Í𝐒𝐈𝐂𝐀|𝑩𝑹𝑼𝑵𝑶 𝑪𝑬𝑪Í𝑳𝑰𝑶⟩ GABARITO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C B B C D A D C A B 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 B B B B D C A C A C 21 22 23 24 D B C C