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CURSO Engenharias 
DISCIPLINA Física Dinâmica e Termodinâmica 
PROFESSOR Francinaldo Florencio do Nascimento 
ALUNO Thainara Rodrigues de Oliveira DATA /06/2020 
 
ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA (APS) 
1ª Questão: A temperatura média do corpo humano é 36,5°C. Determine o valor 
dessa temperatura na escala Fahrenheit e na escala Kelvin. 
𝑡𝑐
5
=
𝑡𝑓 − 32
9
→
36,5
5
=
𝑡𝑓 − 32
9
 → 7,3 =
𝑡𝑓 − 32
9
→ 𝑡𝑓 − 32 = 7,3 × 9 → 
𝑡𝑓 = 65,7 + 32 → 𝑡𝑓 = 97,7 ℉ 
𝑡𝐾 = 𝑡𝑐 + 273 → 𝑡𝐾 = 36,5 + 273 = 309,5𝐾 
2ª Questão: Certa escala termométrica °E adota os valores -20 e 580, respectivamente, para 
os pontos do gelo e do vapor. Determine: 
 
a) a fórmula de conversão entre essa escala e a escala Celsius; 
𝑇𝑐 − 0
100 − 0
=
𝑇𝐸 − (−20)
580 − (−20)
→
𝑇𝑐
100
=
𝑇𝐸 + 20
580 + 20
→
𝑇𝑐
100
=
𝑇𝐸 + 20
600
→
600𝑇𝑐
100
= 𝑇𝐸 + 20 
6𝑇𝑐 = 𝑇𝐸 + 20 → 𝑇𝐸 = 6𝑇𝑐 − 20 
 
b) a indicação que nessa escala corresponde a 20°C. 
𝑇𝐸 = 6𝑇𝑐 − 20 → 𝑇𝐸 = 6 × 20 − 20 = 120 − 20 
𝑇𝐸 = 100°𝐸 
3ª Questão: A temperatura corporal humana pode variar entre 35°C e 42°C na escala Celsius. 
a) Determine os valores desses limites na escala absoluta Kelvin. 
𝑡𝐾 = 𝑡𝑐 + 273 → 𝑡𝐾 = 35 + 273 = 308𝐾 
𝑡𝐾 = 𝑡𝑐 + 273 → 𝑡𝐾 = 42 + 273 = 315𝐾 
 
b) Calcule a variação quando a temperatura de uma pessoa se altera do menor para o maior 
dos valores citados acima, nas duas escalas. 
∆𝑡𝑐 = 𝑡𝑓 − 𝑡𝑖 = 42℃ − 35℃ = 7℃ 
∆𝑡𝐾 = 𝑡𝑓 − 𝑡𝑖 = 315℃ − 308℃ = 7𝐾 
4ª Questão: Uma barra apresenta a 10°C comprimento de 90m, sendo feita de um material 
cujo coeficiente de dilatação linear médio vale 19 ∙ 10−6℃−1. A barra é aquecida até 20°C. 
Determine: 
 
a) a dilatação ocorrida; 
𝑡𝑖 = 10℃ 
𝐿0 = 90𝑚 
𝛼 = 19 ∙ 10−6℃−1 
𝑡𝑓 = 20℃ 
∆𝑡 = 𝑡𝑓 − 𝑡𝑖 → 20℃ − 10℃ = 10℃ 
∆𝐿 = 𝐿0 × 𝛼 × ∆𝑡 → 90 × 19 ∙ 10
−6 × 10 
∆𝐿 = 0,0171𝑚 𝑜𝑢 1,71𝑐𝑚 
b) a dilatação relativa, expressa em porcentagem; 
 
∆𝐿
𝐿0
=
0,0171𝑚
90𝑚
= 0,00019 × 100% = 0,019% 
c) o comprimento final da barra. 
𝐿𝑓 = 90𝑚 + 0,0171𝑚 = 90,0171𝑚 
5ª Questão: Duas barras A e B de materiais diferentes apresentam, a 0°C, comprimentos 
respectivamente iguais a 75,0 cm e 75,3 cm. A que temperatura deve ser aquecidas para que 
seus comprimentos se tornem iguais? Os coeficientes de dilatação linear dos materiais de A 
e B valem, respectivamente, 5,4 ∙ 10−5℃−1 e 2,4 ∙ 10−5℃−1 
𝐿0𝐴 = 75𝑐𝑚 
𝛼𝑎 = 5,4 ∙ 10
−5℃−1 
𝐿0𝐵 = 75,3𝑐𝑚 
𝛼𝑏 = 2,4 ∙ 10
−5℃−1 
𝐿0𝐴 + 𝐿0𝐴 × 𝛼 × ∆𝑡 = 𝐿0𝐵 + 𝐿0𝐵 × 𝛼 × ∆𝑡 
75 + 75 × 5,4 ∙ 10−5 × (𝑡𝑓 − 0) = 75,3 + 75,3 × 2,4 ∙ 10
−5 × (𝑡𝑓 − 0) 
75 + 0,00405𝑡𝑓 = 75,3 + 0,0018072𝑡𝑓 
0,00405𝑡𝑓 − 0,0018072𝑡𝑓 = 75,3 − 75 
0,0022428𝑡𝑓 = 0,3 
𝑡𝑓 =
0,3
0,0022428
= 133,7613℃ 
6ª Questão: Uma placa apresenta inicialmente área de 1m² a 0°C. Ao ser aquecida até 50°C, 
sua área aumenta de 0,8cm². Determine o coeficiente de dilatação superficial e o coeficiente 
de dilatação linear médio do material que constitui a placa. 
𝐴0 = 1𝑚
2 = 1000𝑐𝑚2 
𝑡0 = 0℃ 
𝑡𝑓 = 50℃ 
∆𝐴 = 0,8𝑐𝑚² 
∆𝐴 = 𝐴0 × 𝛽 × ∆𝑡 → 0,8 = 1000 × 𝛽 × (50 − 0) → 0,8 = 500000 × 𝛽 → 𝛽 =
0,8
500000
 
 
𝛽 = 1,6 ∙ 10−6℃−1 
𝛼 =
𝛽
2
=
1,6 ∙ 10−6
2
℃−1 = 8 ∙ 10−7℃−1 
 
 
7ª Questão: O coeficiente de dilatação linear médio de um sólido homogêneo é 12,2 
∙10−6℃−1. Um cubo desse material tem volume de 20cm³ a 10°C. Determine: 
a) o aumento de volume sofrido pelo cubo quando sua temperatura se eleva para 40°C; 
𝑉0 = 20𝑐𝑚³ 
𝛼 = 12 ∙ 10−6℃−1 
𝑡0 = 10℃ 
𝑡𝑓 = 40℃ 
𝛾 = 3𝛼 
∆𝑉 = 𝑉0 × 𝛾 × ∆𝑡 → ∆𝑉 = 𝑉0 × 3𝛼 × ∆𝑡 
∆𝑉 = 20 × 3 × 12 ∙ 10−6 × (40 − 10) → 20 × 3 × 12 ∙ 10−6 × 30 
∆𝑉 = 0,02196𝑐𝑚³ 
 
b) a dilatação relativa correspondente, expressa em porcentagem. 
∆𝑉
𝑉0
=
0,02196𝑐𝑚3
20𝑐𝑚³
= 0,001098 × 100% = 0,1098% 
8ª Questão: (UFRN) João precisa abrir um recipiente de conserva cuja tampa está emperrada. 
O recipiente é de vidro comum, e a tampa é de alumínio. Para facilitar a abertura, sugeriu-se 
que ele colocasse a tampa próximo da chama do fogão por alguns segundos e, 
imediatamente após afastar o recipiente da chama, tentasse abri-lo. O procedimento 
sugerido vai favorecer a separação entre a tampa e o recipiente, facilitando a tarefa de 
destampá-lo, porque: 
a) o coeficiente de dilatação térmica do vidro é maior que o do alumínio. 
b) o coeficiente de dilatação térmica do alumínio é maior que o do vidro. 
 
c) o calor da chama diminui a pressão interna do líquido da conserva. 
d) o calor da chama diminui o volume do recipiente. 
9ª Questão: O fato de barras de ferro contidas em uma viga de concreto não provocarem 
rachaduras no concreto explica-se pela semelhança que existe entre os valores do 
 
a) calor específico desses materiais. 
b) calor de fusão desses materiais. 
c) coeficiente de condutividade térmica desses materiais. 
d) coeficiente de dilatação linear desses materiais. 
e) coeficiente de atrito desses materiais. 
 
10ª Questão: (Funrei-MG) A figura mostra uma ponte apoiada sobre dois pilares feitos de 
materiais diferentes. O Pilar mais longo, de comprimento 𝐿1 = 40𝑚, possui coeficiente de 
dilatação linear 𝛼1 =18 ∙ 10−6°𝐶−1. O pilar mais curto tem comprimento 𝐿2 = 30𝑚. Para que 
a ponte permaneça sempre na horizontal, o material do segundo pilar deve ter um 
coeficiente de dilatação linear 𝛼2 igual a: 
 
a) 42 ∙ 10−6°𝐶−1 
b) 24 ∙ 10−6°𝐶−1 
c) 13,5 ∙ 10−6°𝐶−1 
d) 21 ∙ 10−6°𝐶−1 
e) 36 ∙ 10−6°𝐶−1 
 
 
11ª Questão: Explique fisicamente por que em regiões muito frias, com invernos rigorosos, 
observa-se que os lagos têm sua superfície congelada, mas a água no fundo permanece no 
estado líquido, preservando assim a vida aquática no fundo dos lagos e mares dessas regiões. 
 
Esse tipo de congelamento dos ambientes aquáticos deve-se à dilatação anômala da água. 
Devido à diminuição do volume de uma determinada porção de água quando esta é resfriada 
de 4ºC até 0ºC, a densidade dessa porção de água aumenta, e por isso, está se mantém na 
superfície, onde iniciará o congelamento. 
12ª Questão: A respeito dos conceitos de capacidade térmica e calor específico, marque a 
alternativa correta: 
a) A capacidade térmica refere-se à substância, enquanto o calor específico depende da 
quantidade de substância existente. 
b) A capacidade térmica é a quantidade de calor necessária para que 1 g da substância eleve 
a sua temperatura em 1 °C. 
c) O calor específico é fruto da razão entre a quantidade de calor recebida por um corpo e 
o tempo gasto na troca de energia. 
d) A capacidade térmica é uma grandeza que depende da quantidade da substância e é 
determinada pelo produto da massa pelo calor específico. 
e) Capacidade térmica e calor específico são sinônimos. 
 
13ª Questão: Um cubo feito de alumínio possui aresta de 1 cm. Sabendo que a densidade do 
alumínio é de 2,7 g/cm3 e que o calor específico do alumínio é 0,22 cal/g°C, determine a 
capacidade térmica aproximada desse cubo. 
a) 6,0 x 10–1 cal/°C 
b) 5 x 10–3 cal/°C 
c) 4 x 10–3 cal/°C 
d) 3 x 10–1 cal/°C 
e) 2 x 10–3 cal/°C 
 
14ª Questão: Dois corpos feitos da mesma substância possuem variações de temperatura 
diferentes ao serem expostos a uma mesma fonte térmica durante um mesmo intervalo de 
 
tempo. A grandeza que explica essa diferença na variação de temperatura mesmo que os 
elementos sejam da mesma substância é: 
a) Calor específico 
b) Densidade 
c) Coeficiente de dilatação 
d) Volume 
e) Capacidade térmica 
15ª Questão: (UFSE) A tabela abaixo apresenta a massa m de cinco objetos de metal, com 
seus respectivos calores específicos sensíveis c. 
O objeto que tem maior capacidade térmica é o de: 
 
a) Alumínio 
b) Ferro 
c) Chumbo 
d) Prata 
e) Cobre 
16ª Questão: Um corpo de massa 200g é constituído por uma substância de calor específico 
0,4 Cal/g∙°C. Determine: 
 
a) A quantidade de calor que o corpo deve receber para que sua temperaturavarie de 5°C 
para 35°C; 
 
𝑚 = 200𝑔 
𝑐 = 0,4𝑐𝑎𝑙/𝑔. ℃ 
𝑡𝑖 = 5℃ 
𝑡𝑓 = 35℃ 
∆𝑡 = 𝑡𝑓 − 𝑡𝑖 = 35 − 5 = 30℃ 
𝑄 = 𝑚 × 𝑐 × ∆t = 200 × 0,4 × 30 
Q = 2400cal 
 
 
b) Que quantidade de calor deve ceder para que sua temperatura diminua de 15°C; 
𝑄 = 𝑚 × 𝑐 × ∆t = 200 × 0,4 × −15 
Q = −1200cal 
c) A capacidade térmica do corpo. 
𝐶 = 𝑚 × 𝑐 = 200 × 0,4 
𝐶 = 80𝑐𝑎𝑙/℃ 
 
17ª Questão: A temperatura de 100g de um líquido cujo calor específico é 0,5cal/g°C sobe de 
-10°C até 30°C. Em quantos minutos será realizado esse aquecimento com uma fonte que 
fornece 50 calorias por minuto? 
18ª Questão: Um corpo de massa 200g é aquecido por uma fonte de potência constante e 
igual a 200 calorias por minuto. O gráfico mostra como varia, no tempo, a temperatura do 
corpo. Determine a capacidade térmica do corpo e o calor específico da substância que o 
constitui. 
 
 
19ª Questão: Um broche de prata de massa 20g a 160°C é colocado em 28g de água 
inicialmente a 30°C. Qual será a temperatura final de equilíbrio térmico, admitindo trocas de 
calor apenas entre a prata e a água? 
(Dados: calor específico da prata = 0,056 cal/g°C; calor específico da água =1cal/g°C) 
𝑚𝑝 = 20𝑔 𝑡𝑖 = 160℃ 𝑐 = 0,056 𝑐𝑎𝑙/𝑔°𝐶 
𝑚𝐴 = 28𝑔 𝑡𝑖 = 30℃ 𝑐 = 1𝑐𝑎𝑙/𝑔°𝐶 
𝑄 = 𝑚 × 𝑐 × ∆𝑡 → 𝑄𝐴 = 28 × 1 × (𝑥 − 30) → 𝑄𝐴 = 28𝑥 − 840 
𝑄𝑝 = 𝑚 × 𝑐 × ∆𝑡 → 𝑄𝑃 = 20 × 0,056 × (𝑥 − 160) → 𝑄𝐴 = 1,12𝑥 − 179,2 
𝑄𝐴 + 𝑄𝑝 = 0 → 28𝑥 − 840 + 1,12𝑥 − 179,2 → 29,12𝑥 = 1019,2 
𝑥 =
1019,2
29,12
= 35℃ 
 
20ª Questão: Num calorímetro de capacidade térmica 8cal/°C, inicialmente a 10°C, são 
colocados 200g de um líquido de calor específico 0,40 cal/g°C. Verifica-se que o equilíbrio 
térmico se estabelece a 50°C. Determine a temperatura inicial do líquido 
𝐶 =
8𝑐𝑎𝑙
°𝐶
 𝑡𝑖 = 10℃ 
𝑚𝑙 = 200𝑔 𝑐𝑙 = 0,40
𝑐𝑎𝑙
𝑔
°𝐶 
𝑡𝑓 = 50℃ 
𝑄𝑐 = 𝐶 × ∆𝑡 → 8 × 40 = 320𝑐𝑎𝑙 
𝑄𝑙 = 𝑚 × 𝑐 × ∆𝑡 → 200 × 0,4 × (50 − 𝑥) 
𝑄𝑙 = 4000 − 80𝑥 
𝑄𝑐 + 𝑄𝑙 = 0 → 320𝑐𝑎𝑙 + 4000 − 80𝑥 → 4320 − 80𝑥 = 0 → 4320 = 80𝑥 
𝑥 =
4320
80
= 54℃ 
21ª Questão: No interior de um calorímetro de capacidade térmica 6 cal/°C encontram-se 
85g de um líquido a 18°C. Um bloco de cobre de massa 120g e calor específico 0,094 cal/g°C, 
 
 quecido a 100°C, é colocado dentro do calorímetro. O equilíbrio térmico se estabelece a 
42°C. Determine o calor específico do líquido 
 
22ª Questão: Temos inicialmente 200 gramas de gelo a -10°C. Determine a quantidade de 
calor que essa massa de gelo deve receber para se transformar em 200g de água líquida a 
20°C. Trace a curva de aquecimento do processo (dados: calor específico do gelo = 0,5cal/g°C; 
calor específico da água = 1 cal/g°C; calor latente de fusão do gelo = 80cal/g). 
 
23ª Questão: Um calorímetro de capacidade térmica desprezível tem no seu interior uma 
pedra de gelo a -20°C com 200g de massa. A esse calorímetro faz-se chegar vapor de água a 
100°C, até que a temperatura do sistema seja 60°C. Sendo os calores latentes 𝐿𝐹 = 80𝑐𝑎𝑙/𝑔 
(fusão) e 𝐿𝑐 = −540𝑐𝑎𝑙/𝑔 (condensação), calcule a massa de água existente nesse momento 
no calorímetro. São dados os calores específicos do gelo (0,5 cal/g°C) e da água líquida (1 
cal/g°C). 
 
24ª Questão: Explique fisicamente os três processos de propagação de calor (Condução, 
convecção e radiação) e cite exemplos práticos no dia a dia. 
Condução Térmica: A energia calorífica é transmitida por meio de corpos sólidos que 
aquecem, seja pelo calor do fogo, ou pelo contato com outro mais quente. Assim, quando 
aquecemos um corpo sólido, a energia cinética aumenta e consequentemente, a agitação 
das moléculas. Exemplos: Aquecimento de uma barra de metal, Aquecimento de uma colher 
de metal pousada numa panela e Aquecimento do cabo de metal de uma panela 
Convecção Térmica: esse tipo de transmissão de calor ocorre em substâncias que estejam no 
estado líquido ou gasoso. Criam-se correntes circulares chamadas de "correntes de 
convecção", as quais são determinadas pela diferença de densidade entre o fluido mais 
quente e o mais frio. Exemplos: Aquecimento de líquidos numa panela Geladeira e 
congelador e Ar-condicionado 
Irradiação Térmica: por meio das ondas eletromagnéticas ou ondas de calor de um corpo 
ocorre a transferência de energia térmica. Nesse caso, as partículas elétricas de um objeto 
aumentam, da mesma forma que sua energia cinética. Exemplos: Energia solar, Placas solares 
e Assar alimentos no formo 
25ª Questão: Sobre o Estudo dos Gases: 
 
(a) Qual a diferença entre um gás e um vapor? 
Vapor é uma referência dada à matéria no estado gasoso. Dizemos que essa forma é capaz 
de estar em equilíbrio com o líquido ou o sólido do qual se fez através do aumento de 
temperatura. 
Exemplo: quando se coloca água para ferver, obtemos H2O no estado de vapor, corresponde 
àquela fumacinha que sai do bico da chaleira. Se quisermos transformar esse vapor em 
líquido novamente, teremos a condensação. 
Gás, por sua vez, é um dos estados físicos da matéria. Não tem forma nem volume definidos, 
consiste em um aglomerado de partículas cujos movimentos são aleatórios. Para liquefazer 
um gás (transformá-lo em líquido) é preciso alterar a pressão do mesmo. Exemplo: o gás no 
botijão (gás GLP = gás liquefeito de petróleo) está no estado líquido em virtude da enorme 
pressão dentro do recipiente no qual está contido. 
 
(b)Cite as principais propriedades dos gases. 
partículas de tamanhos desprezíveis; interação desprezível entre as suas partículas; choque 
entre as partículas, que é 100% elástico;movimento browniano, ou seja, aleatório entre as 
partículas. 
(c) Descreva a teoria Cinética dos Gases. 
o gás é formado por moléculas que se encontram em movimento desordenado e 
permanente. Cada molécula pode ter velocidade diferente das demais. 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.todas as colisões entre as moléculas e as paredes 
do recipiente que contém o gás são perfeitamente elásticas. A energia cinética total se 
conserva, mas a velocidade de cada molécula pode mudar. as moléculas são infinitamente 
pequenas. A maior parte do volume ocupado por um gás é espaço vazio. 
(d)Defina o que é um gás ideal. 
Por definição, um gás ideal segue a teoria cinética dos gases exatamente, isto é, um gás ideal 
é formado de um número muito grande de pequenas partículas, as moléculas, que tem um 
movimento rápido e aleatório, sofrendo colisões perfeitamente elásticas, de modo a não 
perder quantidade de movimento. Além disso, as moléculas são tão pequenas que as forças 
de atração entre elas são omissíveis. Embora a lei dos gases tenha sido deduzida para gases 
 
ideais, ela dá uma descrição razoavelmente precisa do comportamento da atmosfera, que é 
uma mistura de muitos gases 
(e) Quais as variáveis de estado de um gás? 
pressão, volume e temperatura. 
(f) Explique fisicamente e matematicamente o que é uma transformação Isobárica, 
Isocórica e Isotérmica. 
Na transformação isobárica a pressão da massa fixa de um gás é mantida constante, 
enquanto temperatura e volume variam. 
A pressão é uma grandeza que relaciona a aplicação de uma força em determinada área, 
matematicamente expressa por: 
 
Na transformação isotérmica a temperatura da massa fixa de um gás é mantida constante, 
enquanto pressão e volume variam. A temperatura é a grandeza que mede o grau de 
agitação das moléculas, ou seja, sua energia cinética. 
 
Na transformação isovolumétrica, isocórica ou isométrica, o volume de um gás é mantido 
constante, enquanto pressão e temperatura variam. 
O volume de um gás corresponde ao volume do recipiente que ele ocupa, pois as moléculas 
preenchem todo o espaço disponível. 
 
 
(g)Descreva matematicamente a Equação de Clapeyron e a Lei gera dos gases perfeitos. 
A equação de Clapeyron é derivada de três leisempíricas, isto é, leis que foram 
determinadas a partir de experimentos. Tais leis explicam o comportamento dos gases 
em transformações gasosas isovolumétricas (lei de Gay-Lussac), isobáricas (lei de 
Charles) e isotérmicas (lei de Boyle). De acordo com essas leis: 
nas transformações isovolumétricas, a razão entre pressão e temperatura 
termodinâmica de um gás ideal permanece constante; 
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacoes-gasosas.htm
 
nas transformações isobáricas, a razão entre o volume e a temperatura termodinâmica 
de um gás ideal é constante; 
nas transformações isotérmicas, o produto da pressão pelo volume de um gás ideal 
permanece constante. 
 
P – pressão (Pa – pascal) 
V – volume do gás (m³) 
T – temperatura termodinâmica do gás (K – kelvin) 
A partir das três leis acima, a equação de Clapeyron determina qual é o valor 
dessa constante (K) obtida em cada uma das transformações citadas. Segundo a 
equação de Clapeyron, essa constante é igual ao número de mols multiplicada por 
uma constante R, conhecida como constante universal dos gases ideais, e igual 
à constante de Boltzmann multiplicada pelo número de Avogadro. 
 
 
26ª Questão: Sobre as Leis da Termodinâmica: 
(a) Diferencie transformações reversíveis e transformações irreversíveis. 
- PROCESSO IRREVERSÍVEL é aquele em que um sistema, uma vez atingido o estado final de 
equilíbrio, não retorna ao estado inicial ou a quaisquer estados intermediários sem a ação de 
agentes externos. 
- PROCESSO REVERSÍVEL é aquele que pode ocorrer em ambos os sentidos, passando por 
todas as etapas intermediárias, sem que isso cause modificações definitivas ao meio externo. 
De tal modo, uma transformação só é considerada reversível se houver ligação entre estados 
intermediários bem definidos em qualquer momento da transformação. Para que isso 
aconteça, a transformação deve ser lenta, sendo então denominada quase estática. 
(b) Explique a 2ª Lei da Termodinâmica de acordo com Clausius. 
O calor não pode fluir, de forma espontânea, de um corpo de temperatura menor, para um 
outro corpo de temperatura mais alta. 
Tendo como consequência que o sentido natural do fluxo de calor é da temperatura mais 
alta para a mais baixa, e que para que o fluxo seja inverso é necessário que um agente 
externo realize um trabalho sobre este sistema. 
(c) Explique a 2ª Lei da Termodinâmica de acordo com Kelvin e Max Planck. 
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-constante-avogadro.htm
 
Enunciado de Kelvin-Planck:É impossível a construção de uma máquina que, operando em um 
ciclo termodinâmico, converta toda a quantidade de calor recebido em trabalho. 
Este enunciado implica que, não é possível que um dispositivo térmico tenha um rendimento 
de 100%, ou seja, por menor que seja, sempre há uma quantidade de calor que não se 
transforma em trabalho efetivo. 
 
(d)Explique a física das Máquinas Térmicas. Cite exemplos. 
A máquina térmica é um dispositivo que transforma a energia interna de um combustível em 
energia mecânica. Também pode ser definida como o dispositivo capaz de converter calor 
em trabalho. 
A conservação de energia é um Princípio que se aplica a qualquer sistema, assim como a 
conservação de massa. 
As máquinas térmicas obedecem a Primeira Lei da Termodinâmica, pois parte da energia na 
forma de calor (Q) que recebem, é transformada em trabalho (W). Esta é a parte de energia 
útil. A outra parte é transformada em variação de energia interna, ∆U, esta parte representa 
a quantidade de energia degradada ou não aproveitada, de modo que: Q = T +∆U. 
Portanto, a soma do trabalho realizado pela máquina com o aumento da energia interna deve 
ser igual à quantidade de energia que lhe foi fornecida. 
Basicamente, uma máquina térmica é constituída por dois reservatórios. O calor flui do 
reservatório à temperatura elevada (fonte quente) para o reservatório à temperatura mais 
baixa (fonte fria), obedecendo a Segunda Lei da termodinâmica e transformado parte do 
calor que sai da fonte quente em trabalho. 
A parte de calor que não foi utilizada para a realização de trabalho é cedida para a fonte fria 
ou é dissipada, portanto, uma máquina térmica nunca rende o máximo. 
A Segunda Lei da Termodinâmica que diz que é impossível transformar todo calor em 
trabalho, reflete o fato de que nenhuma máquina térmica tem 100% de eficiência, portanto, 
o rendimento de tais máquinas é sempre inferior a 100%. 
Podemos calcular o rendimento de uma máquina térmica se sabemos o quanto de trabalho 
ela produz (W) e o quanto de calor foi fornecido pela fonte quente (Q). 
Matematicamente, podemos expressar o rendimento (R) por:R =
T
Q
, que resulta sempre em 
um valor menor do que 1 ou 100%. 
 
Se uma máquina recebe um calor Q1 da fonte quente, cede um calor Q2 para a fonte fria e 
realiza um trabalho (W), segundo o Princípio da conservação de energia: 𝑄1 = 𝑇 + 𝑄2, 
logo o trabalho será: 𝑇 = 𝑄1 − 𝑄2 e, portanto, o rendimento desta máquina será 
calculado por: 
 𝑅 =
𝑄1−|𝑄2|
𝑄1
 ou seja, 𝑅 =
1−|𝑄2|
𝑄1
 , o que deixa claro que sua eficiência é menor do que 1. 
 
(e) Explique a física das Máquinas Frigoríficas. Cite exemplos. 
Funcionamento uma máquina frigorífica: 
Nessas máquinas, o fluido de trabalho é submetido a um ciclo de sentido anti-horário, dessa 
forma ele retira certa quantidade de calor (Q2) da fonte fria; e cede calor (Q1) para a fonte 
quente. Sabemos que essa passagem de calor da fonte fria para a fonte quente não é 
espontânea, pois ela é realizada através de um trabalho externo. Sendo assim, não viola o 
enunciado de Clausius da segunda lei da termodinâmica. 
A eficiência (e) de uma máquina frigorífica é a relação entre a quantidade de calor retirada 
da fonte fria (Q2) e o trabalho externo (T) necessário para essa transferência. Então: 𝑒 =
|𝑄2|
|𝑊|
. 
(f) Descreva o ciclo de Carnot. 
O ciclo de Carnot pode ser descrito pelas seguintes etapas: 
O gás sofre uma transformação isotérmica. Se expande e absorve a quantidade de calor Q1 
de uma fonte quente à temperatura T1. 
Após a transformação isotérmica, o gás sofre uma transformação adiabática (sem trocas de 
calor com o meio). Como se expande adiabaticamente, sua temperatura cai para um valor 
T2. 
Em seguida, o gás sofre uma compressão isotérmica e libera uma quantidade de calor Q2 
para a fonte fria à temperatura T2. 
Finalmente, retorna a condição inicial após sofrer uma compressão adiabática. 
(g)Enuncie a 2ª Lei da termodinâmica em termos do princípio da degradação de energia e 
da Entropia. 
 
 
A Segunda Lei da Termodinâmica trata da transferência de energia térmica. Isso quer dizer 
que ela indica as trocas de calor que têm tendência para igualar temperaturas diferentes 
(equilíbrio térmico), o que acontece de forma espontânea. 
Seus princípios são: 
O calor é transferido de forma espontânea do corpo de maior temperatura para o de menor 
temperatura. 
Todo processo tem perda porque seu rendimento sempre é inferior a 100%. 
(h)Enuncie a 3ª Lei da Termodinâmica. 
A Terceira lei da Termodinâmica foi elaborada por Walther Hermann Nernst, um físico-
químico alemão. Além dos estudos na área da termodinâmica, desenvolveu pesquisas nos 
campos da eletroquímica e fotoquímica. Por causa do seu trabalho, a físico-química moderna 
teve grande avanço. 
Entre 1906 e 1912, Hermann elaborou o teorema do calor ou Terceira Lei da Termodinâmica. 
De acordo com o proposto pelo físico, sempre que um sistema estiver próximo da 
temperatura do zero absoluto ( -273.15 graus Celsius) a entropia terá um valor mínimo. A lei 
oferecia, portanto, um ponto de partida para determinar o valor da entropia. 
A Terceira lei da Termodinâmica sustenta a ideia de que a entropia de um sistema com 
temperatura igual a zero absoluto tem uma constante pouco variável. A teoria explica que 
quanto mais próximo da temperatura de zero absoluto um cristal perfeito estiver, mais a 
entropiase aproximará de zero. A entropia se tornará absoluta também.