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Termodinâmica

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Determine o incremento de energia ΔΔU da energia interna de 5 kg de gás Nitrogênio aquecido de 10°C até 130°C, supondo o volume constante. Os calores específicos do gás N₂ são cp=0,248 kcal/kgK e cv=0,177 kcal/kgK. Assinale a alternativa correta:
A) 106 kcal
B) 150 kcal
C) 230 kcal
D) 256 kcal
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Questões para Estudantes

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Prova 2 Exercícios 2
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Prova 2 Exercícios 2

Respostas

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há 5 meses

Para determinar o incremento de energia interna (ΔU) de um gás em um processo a volume constante, utilizamos a seguinte fórmula: \[ \Delta U = m \cdot c_v \cdot \Delta T \] onde: - \( m \) é a massa do gás (5 kg), - \( c_v \) é o calor específico a volume constante (0,177 kcal/kgK), - \( \Delta T \) é a variação de temperatura. Primeiro, precisamos calcular a variação de temperatura (\( \Delta T \)): \[ \Delta T = T_f - T_i = 130°C - 10°C = 120°C \] Agora, substituímos os valores na fórmula: \[ \Delta U = 5 \, \text{kg} \cdot 0,177 \, \text{kcal/kgK} \cdot 120 \, \text{K} \] Calculando: \[ \Delta U = 5 \cdot 0,177 \cdot 120 = 106,2 \, \text{kcal} \] Arredondando, temos: \[ \Delta U \approx 106 \, \text{kcal} \] Portanto, a alternativa correta é: A) 106 kcal.

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Você tem quatro amostras de gás ideal, cada uma delas contendo o mesmo número de moles de gás na mesma temperatura, volume e pressão iniciais. Você comprime cada amostra à metade de seu volume inicial.
Qual possui maior valor de pressão final?
A Um gás monoatômico sofre compressão isotérmica.
B Um gás monoatômico sofre compressão isobárica.
C Um gás diatômico sofre compressão isotérmica.
D Um gás diatômico sofre compressão adiabática.

Em um processo isobárico, a temperatura de 5kg de N₂ gasoso sobe 10°C a 130°C. Determine a quantidade de calor necessário para isto. Os valores específicos do gás N₂ c₀=0,248 kcal/kgK e c₀=0,177 kcal/kgK. Assinale a alternativa correta:
A) 100kcal
B) 149kcal
C) 209kcal
D) 342kcal

Com base no diagrama e nas leis da termodinâmica, avalie as afirmações a seguir.
Diagrama PV (pressão-volume) de uma máquina térmica que opera com um gás ideal monoatômico. Os trechos BC e DA representam processos adiabáticos. O gráfico mostra um ciclo com pontos A, B, C e D, onde A e C estão em volumes menores e B e D em volumes maiores, com pressões decrescentes de A para B e de C para D.
I. A variação de energia interna no trecho AB é dada por ΔEintAB=32n.R.TA(PBPA−1)ΔEintAB=32n.R.TA(PBPA−1), em que n é o número de moles do gás, R é a constante dos gases ideais e TA é a temperatura no ponto A. II. No trecho BC, a variação da energia interna é dada por ΔEintBC=−WBCΔEintBC=−WBC, em que WBC é o trabalho executado pela expansão do gás. III. No trecho DA, o trabalho é executado pelo gás, o que produz a variação da energia interna. IV. No trecho CD, há aumento de energia interna do gás. V. O ciclo ABDCA tem variação de energia interna nula. É correto apenas o que se afirma em:
A) I, II e III.
B) I, II e V.
C) I, IV e V.
D) II, III e IV.
E) III, IV e V.

Sabendo do princípio das trocas de calor, um estudante pretende determinar o calor específico de um cilindro metálico. Para isso realiza um experimento utilizando um calorímetro contendo 98 g de água a temperatura de 20°C. Nele é inserido o cilindro metálico de 27 g que se encontra a 85°C. Depois de fechado, após alguns minutos, o equilíbrio térmico da mistura dentro do calorímetro é atingido, marcando o valor de 24°C. Determine o calor específico do cilindro metálico e assinale a alternativa correta.
A) O cilindro é de chumbo com calor específico de 0,031 cal/g.°C
B) O cilindro é de ouro com calor específico de 0,032 cal/g.°C
C) O cilindro é de ferro com calor específico de 0,11 cal/g.°C
D) O cilindro é de Alumínio com calor específico de 0,22 cal/g.°C

Calcule o rendimento termodinâmico ideal de uma máquina térmica que opera entre as temperaturas 100ºC e 400ºC, respectivamente: Assinale a alternativa correta:
A 44,6 %
B 67,6 %
C 78,2 %
D 85,5 %

Um bloco de gelo inicialmente a 0°C é aquecido a uma taxa constante. Um tempo t é necessário para transformar o bloco de gelo completamente em vapor d'água a 100°C, veja o gráfico abaixo.
Gráfico de temperatura (T) em função do tempo (t) mostrando a transformação de gelo a 0°C para vapor d'água a 100°C. O gráfico tem três fases: aumento linear de temperatura até 0°C, platô constante durante a fusão, aumento linear de temperatura até 100°C, platô constante durante a ebulição, e aumento linear de temperatura após a ebulição.
O que temos após metade do tempo, t/2?
A) Apenas gelo a 0°C
B) Uma mistura de gelo e água a 0°C
C) Água a uma temperatura entre 0°C e 100°C
D) Uma mistura de água e vapor a 100°C

A sua mão direita e a sua mão esquerda normalmente estão a mesma temperatura.
Ao esfregar as mãos uma na outra para aquece-las é um processo:
A Reversível
B Irreversível
C Adiabático
D Cíclico

(Enade 2011) - A segunda lei da termodinâmica pode ser usada para avaliar propostas de construção de equipamentos e verificar se o projeto é factível, ou seja, se é realmente possível de ser construído. Considere a situação em que um inventor alega ter desenvolvido um equipamento que trabalha segundo o ciclo termodinâmico de potência mostrado na figura. O equipamento retira 800 kj de energia, na forma de calor, de um dado local que se encontra na temperatura de 1000 K, desenvolve uma dada quantidade líquida de trabalho para a elevação de um peso e descarta 300 kj de energia, na forma de calor, para outro local que se encontra a 500 K de temperatura. A eficiência térmica do ciclo é dada pela equação fornecida.
Diagrama de um ciclo termodinâmico de potência mostrando um reservatório quente e um reservatório frio. O reservatório quente fornece 800 kJ de calor (QH) e o reservatório frio recebe 300 kJ de calor (QC). O trabalho realizado pelo sistema (Wciclo) é a diferença entre QH e QC.
Nessa situação, a alegação do inventor é
A) correta, pois a eficiência de seu equipamento é de 50% e é menor do que a eficiência teórica máxima.
B) incorreta, pois a eficiência de seu equipamento é de 50% e é maior do que a eficiência teórica máxima.
C) correta, pois a eficiência de seu equipamento é de 62,5% e é menor do que a eficiência teórica máxima.
D) incorreta, pois a eficiência de seu equipamento é de 62,5% e é maior do que a eficiência teórica máxima.
E) incorreta, pois a eficiência de seu equipamento é de 62,5% e é menor do que a eficiência teórica máxima.

Um mol de O₂ (supondo gás ideal), se expande a temperatura constante de 310 K, de um volume inicial Vi=12 L até um volume final Vf=19 L. Qual o trabalho realizado pelo gás ao se expandir? Assinale a alternativa correta:
A) 304 J
B) 567 J
C) 900 J
D) 1180 J

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