Preencha a tabela a seguir, de acordo com as informações do texto.

Transcrição

1 1. Uma amostra de um gás está contida em um cilindro ao qual se adapta um êmbolo. A figura a seguir mostra o diagrama pressão X volume das transformações sofridas pelo gás. A energia interna do gás no estado a é Ua = 300 J; e no estado c é Uc = 500 J. Pressão b a c d Volume Sabendo que o trabalho realizado pela força exercida pelo gás no êmbolo é, em módulo, 1000 J na transformação abc e 600 J na transformação cda, pede-se: a) a quantidade de calor (Q) recebido da fonte quente na transformação abc. b) a quantidade de calor (Q ) cedido para a fonte fria na transformação cda. 2. Um gás contido em um recipiente, ao qual se adapta um êmbolo, sofre a seqüência de transformações indicadas na figura. As energias internas do gás nos estados 1, 2, 3 e 4 valem: U 1 = 450 J; U 2 = 900 J; U 3 = 1350 J; e U 4 = 675 J. p (10 5 Pa) ,5 3 4,5 6 V(10-3. m 3 ) Preencha a tabela a seguir, de acordo com as informações do texto. Página 1

2 Transformação Tipo Expressão para o cálculo Substituições numéricas Resposta (J) 3. (UFOP-MG) Um gás perfeito descreve o ciclo ABCD como indica a figura. Determine o trabalho que o sistema troca com o meio nas transformações: a) AB b) BC c) CD p (N/m 2 ) d) DA e) ABCDA A B D C V (m 3 ) 4. (UFBA) Uma certa massa de gás ideal sofre a transformação cíclica reversível ABCA, conforme o diagrama de p X V apresentado na figura. Determine o trabalho realizado em cada transformação. p (10 5 N/m 2 ) 6 B 4 A C V (m 3 ) Página 2

3 5. Uma massa de gás ocupa volume de 4 litros sob pressão de 2 x 10 6 N/m 2. Após receber 500 J de calor, mantendo constante a pressão, o volume passa a 10 litros. Determine a variação de energia interna do gás. 6. O gráfico a seguir mostra como varia a energia interna de um mol de oxigênio numa transformação isométrica, quando a sua temperatura varia de 200 K a 300 K. Determine a quantidade de calor absorvida pelo gás na transformação. U (cal) T (K) 7. (Uem 2012) Sobre as transformações termodinâmicas que podem ocorrer com um gás ideal confinado em um cilindro com pistão, assinale o que for correto. 01) Um gás ideal realiza trabalho ao se expandir, empurrando o pistão contra uma pressão externa. 02) Em uma transformação adiabática ocorre troca de calor com a vizinhança. 04) A energia interna de uma amostra de gás ideal não varia, quando este sofre uma transformação isovolumétrica. 08) Quando o gás ideal sofre uma compressão, o trabalho é realizado por um agente externo sobre o gás ideal. 16) O gás ideal não realiza trabalho em uma transformação isovolumétrica. 8. (Unifesp 2011) Em um trocador de calor fechado por paredes diatérmicas, inicialmente o gás monoatômico ideal é resfriado por um processo isocórico e depois tem seu volume expandido por um processo isobárico, como mostra o diagrama pressão versus volume. Página 3

4 a) Indique a variação da pressão e do volume no processo isocórico e no processo isobárico e determine a relação entre a temperatura inicial, no estado termodinâmico a, e final, no estado termodinâmico c, do gás monoatômico ideal. b) Calcule a quantidade total de calor trocada em todo o processo termodinâmico abc. 9. (Epcar (Afa) 2011) O diagrama abaixo representa um ciclo realizado por um sistema termodinâmico constituído por n mols de um gás ideal. Sabendo-se que em cada segundo o sistema realiza 40 ciclos iguais a este, é correto afirmar que a(o) a) potência desse sistema é de 1600 W. b) trabalho realizado em cada ciclo é - 40 J. c) quantidade de calor trocada pelo gás com o ambiente em cada ciclo é nula. d) temperatura do gás é menor no ponto C. Página 4

5 10. (Ufpe 2011) Um gás ideal se transforma de acordo com o ciclo termodinâmico mostrado abaixo no diagrama pressão versus volume. Os processos AB e CD são isovolumétricos, e os processos BC e DA são isotérmicos. Qual a razão T C/T D entre as respectivas temperaturas absolutas do gás nos pontos C e D? 11. (Ufjf 2011) A figura abaixo mostra o diagrama P x V para o ciclo de um sistema termodinâmico contendo um gás ideal monoatômico. a) Calcule o trabalho total, em joules, realizado pelo gás no ciclo completo. b) Calcule a variação da energia interna, em joules, no percurso AB. c) Qual é a quantidade de calor, em joules, trocada pelo sistema no percurso AB? 12. (Ufg 2010) A máquina térmica é um dispositivo que pode tanto fornecer energia para um sistema quanto retirar. Página 5

6 Considere que a máquina térmica opera com um gás ideal em um sistema fechado, conforme o ciclo ilustrado acima. De acordo com o exposto, a) calcule o trabalho total em ciclo; b) explique como ela opera, ou seja, qual é a sua função? Justifique sua resposta; c) calcule a temperatura no ponto C, considerando que a temperatura do ponto A é de 300 K. 13. (Uece 2010) No diagrama P-V a seguir, quatro processos termodinâmicos cíclicos executados por um gás, com seus respectivos estados iniciais, estão representados. O processo no qual o trabalho resultante, realizado pelo gás é menor é o a) I. b) J. c) K. d) L. Página 6