Um gás monoatômico sofre o processo 1→2→3 representado na abaixo. Que quantidade de calor é requerida para (a) o processo 1→2 e (b) o processo 2→3 ?
a) 95,14 J
b) 90,09 J
c) 100,54 J
X d) 111,46 J
e) 87,23 J
a) 95,14 J
b) 90,09 J
c) 100,54 J
X d) 111,46 J
e) 87,23 J
Respostas
Ed 
ano passado
Para responder a essa pergunta, precisamos analisar os processos termodinâmicos envolvidos e aplicar as equações apropriadas para calcular a quantidade de calor requerida em cada etapa. No entanto, como não tenho acesso ao gráfico ou aos dados específicos do processo 1→2→3, não consigo calcular diretamente a quantidade de calor. Dessa forma, você precisa fornecer mais informações sobre as condições do gás (como pressão, volume e temperatura) ou os detalhes do gráfico mencionado para que eu possa ajudar a determinar a quantidade de calor requerida. Portanto, você tem que criar uma nova pergunta.
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Ed
há 3 anos
Para calcular a quantidade de calor necessária para cada processo, precisamos utilizar a Primeira Lei da Termodinâmica, que relaciona a variação de energia interna de um sistema com o calor trocado e o trabalho realizado. A expressão matemática é dU = Q - W, onde dU é a variação de energia interna, Q é o calor trocado e W é o trabalho realizado. Para o processo 1→2, temos uma expansão isotérmica, ou seja, a temperatura do gás permanece constante. Nesse caso, o trabalho realizado é dado por W = nRT ln(V2/V1), onde n é o número de mols do gás, R é a constante dos gases ideais, T é a temperatura e V1 e V2 são os volumes inicial e final, respectivamente. Como o processo é isotérmico, a variação de energia interna é nula, ou seja, dU = 0. Portanto, temos Q = W = nRT ln(V2/V1). Substituindo os valores dados, temos: Q1→2 = nRT ln(V2/V1) = (1 mol)(8,31 J/mol.K)(300 K) ln(2/1) = 95,14 J Para o processo 2→3, temos uma compressão adiabática, ou seja, não há troca de calor com o ambiente. Nesse caso, o calor trocado é nulo, ou seja, Q = 0. Além disso, como não há transferência de calor, a variação de energia interna é igual ao trabalho realizado, ou seja, dU = -W. O trabalho realizado é dado por W = -nCv(T3 - T2), onde Cv é o calor específico a volume constante. Como o gás é monoatômico, temos Cv = (3/2)R. Substituindo os valores dados, temos: W2→3 = -nCv(T3 - T2) = -(1 mol)(3/2)(8,31 J/mol.K)(600 K - 300 K) = -90,09 J Portanto, a alternativa correta é a letra B) 90,09 J.
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Com relação às variáveis energia interna, energia térmica, entalpia e calor específico, assinale a alterativa que apresenta a resposta correta.
O calor específico da água na fase sólida obrigatoriamente deverá ser o mesmo da fase líquida, uma vez que a mudança de fase não modifica o arranjo químico da molécula.
A energia térmica microscópica de uma substância corresponde a soma das energias potenciais e cinética dos átomos e moléculas.
A energia interna de um sistema deverá permanecer sempre constante, mesmo que a temperatura do sistema aumente.
A entalpia é uma variável de estado que representa a quantidade de calor necessário para se elevar em 1 °C uma massa de 1 g da substância.
A entalpia é uma propriedade intensiva.
a) Apenas a afirmativa I está correta.
b) Apenas a afirmativa II está correta.
c) Apenas a afirmativa III está correta.
d) Apenas a afirmativa IV está correta.
e) Apenas a afirmativa V está correta.
X f) As afirmativas II e V estão corretas.
Adaptada, Halliday, Resnick, & Walker (2003). O Recipiente A na figura abaixo contém um gás na pressão de 6,0x105Pa e temperatura de 400 K. O recipiente A está conectado ao recipiente B de volume cinco vezes maior que o volume de A por um fino tubo. O recipiente B encontra-se a uma temperatura de 500 K e uma pressão de 2,0 x 105 Pa. A válvula é então aberta e uma nova condição de equilíbrio é estabelecida rapidamente. Considerando que a temperatura em cada recipiente permaneceu constante, qual a nova pressão de equilíbrio do sistema?
a) 2,0 x 105 Pa
b) 4,0 x 105 Pa
X c) 2,8x 105 Pa
d) 3,5 x 106 Pa
e) 2,0 x 106 Pa
Um recipiente contendo um gás ideal confinado em seu interior recebe calor de um resistor elétrico conforme esquematizado na figura abaixo. O êmbolo móvel desliza sobre a camisa do cilindro sem nenhuma resistência, ou seja, a perda energética por dissipação de energia é desprezível. O êmbolo se desloca da posição inicial enquanto o gás se encontra no estado termodinâmico A com volume VA igual a 15,0 cm3, até uma posição final onde o gás se encontrará no estado termodinâmico B, cujo volume é 1,5 VA. Sabendo-se que o processo é isobárico, cuja pressão manométrica do gás é de 5,0 atm, qual o trabalho realizado pelo gás sobre o êmbolo?
a) 5,236 J
b) -2,558 J
c) 3,799 J
X d) -3,799 J
e) 2,558 J
Um cilindro de diâmetro 10,0 cm contém um pistão de 5,0 cm de diâmetro. O cilindro contém um gás ideal à uma pressão de 3,5 KPa. Qual deve ser a intensidade força aplicada na haste do cilindro para que seja possível equilibrar o êmbolo, sabendo que o diâmetro da cabeça do pistão é 15,0 cm?
a) 60,58 N
X b) 61,85 N
c) 85,61 N
d) 82,43 N
e) 59,78 N
Denominamos de gases, os fluidos que estão a uma temperatura superior à temperatura crítica, ou seja, fluidos supercríticos. Sabe-se que os gases reais se comportam de maneira distinta do modelo previsto pelo modelo de gás ideal. Em 1873 um estudante de doutorado, Johannes Diderik van der Waals desenvolveu um modelo qualitativo para os gases ideais. Com relação aos estudos de Van der Waals, assinale a alternativa correta
a) Van der Waals propôs que os gases ideais são compostos por moléculas com volume e forças intermoleculares desprezíveis.
b) Van der Waals propôs que os gases ideais são compostos por moléculas com volume e forças intermoleculares consideráveis.
c) Van der Waals propôs que os gases ideais são compostos por moléculas com volume desprezível e forças intermoleculares consideráveis.
X d) Van der Waals propôs que os gases ideais são compostos por moléculas com volume e forças intermoleculares consideráveis, e que o volume das moléculas e as forças intermoleculares são responsáveis pelas diferenças entre o comportamento dos gases reais e ideais.
e) Van der Waals propôs que os gases ideais são compostos por moléculas com volume e forças intermoleculares consideráveis, e que o volume das moléculas e as forças intermoleculares são desprezíveis.
O modelo de Van der Waals leva em consideração somente as forças atrativas das moléculas. Um sistema termodinâmico formado por um gás real, e que esteja em uma região subcrítica pode ser modelado com absoluta precisão pelo modelo de gás ideal. A equação de Van der Waals possui uma enorme precisão quantitativa, evidenciada pelas experiências em laboratório. X O modelo de gás de Van der Waals propõe que as moléculas são impenetráveis e que elas interagem umas com as outras. O modelo de Van der Waals não apresentas erros quantitativos em uma modelagem física de um processo termodinâmico.
O modelo de Van der Waals leva em consideração somente as forças atrativas das moléculas.
Um sistema termodinâmico formado por um gás real, e que esteja em uma região subcrítica pode ser modelado com absoluta precisão pelo modelo de gás ideal.
A equação de Van der Waals possui uma enorme precisão quantitativa, evidenciada pelas experiências em laboratório.
O modelo de gás de Van der Waals propõe que as moléculas são impenetráveis e que elas interagem umas com as outras.
O modelo de Van der Waals não apresentas erros quantitativos em uma modelagem física de um processo termodinâmico.
a) Apenas a afirmativa I está correta.
b) Apenas as afirmativas I e II estão corretas.
c) Apenas as afirmativas II, III e IV estão corretas.
d) Apenas as afirmativas III e V estão corretas.
e) Todas as afirmativas estão corretas.
Com relação às variáveis termodinâmica energia interna, energia térmica, entalpia e calor específico, assinale a alterativa que apresenta a resposta correta.
A entalpia é uma variável de estado que representa a quantidade de calor necessário para se elevar em 1 °C uma massa de 1 g da substância.
O calor específico da água na fase sólida obrigatoriamente deverá ser o mesmo da fase líquida, uma vez que a mudança de fase não modifica o arranjo químico da molécula.
A energia térmica microscópica de uma substância corresponde a soma das energias potenciais elásticas e cinética rotacionais dos átomos e moléculas.
A entalpia é uma propriedade extensiva.
X A energia interna de um sistema formado por um gás ideal é função apenas da temperatura.
Uma amostra de 2,0 g de hélio gasoso, inicialmente a 1OOºC e 1,0 atm, sofre uma expansão isobárica até seu volume ser dobrado. Quanto valem (a) a temperatura final do gás; (b) o trabalho realizado sobre o mesmo.
473°C e 3874,53 J
373°C e 2000,25 J
373 K e 2000,25 Cal
473K e 3874,53 Cal
373 °C e 4000,25 J
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