Física 20 Questões [Médio]

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1 Física 20 Questões [Médio] 01 - (UFRRJ ) Uma pessoa retira um botijão de gás de um local refrigerado e o coloca em um outro lugar, sobre o qual os raios solares incidem diretamente. Desprezando qualquer dilatação do botijão, é correto afirmar que a) a energia solar se converte em trabalho realizado pelo gás. b) o trabalho realizado pelo gás é igual ao aumento de sua energia interna. c) o aumento da energia interna do gás é igual ao calor recebido. d) a energia do gás permanece constante. e) não há conservação de energia nesse processo 02 - (FURG RS) Analise cada uma das seguintes afirmativas relacionadas à segunda lei da termodinâmica e indique se são verdadeiras (V) ou falsas (F). ( ) Em uma máquina térmica, a transformação de energia térmica em trabalho nunca se dá totalmente. ( ) Calor flui espontaneamente de sistemas mais frios para sistemas mais quentes. ( ) Carnot idealizou um ciclo totalmente reversível com o qual se obteria o máximo rendimento possível. Quais são, respectivamente, as indicações corretas? a) F - F - V b) F - V - F c) F - V - V d) V - F - V e) V - V - F 03 - (UFLA MG) Imagine que um gás ideal passe por um processo que tenha como resultado uma variação em sua energia interna U igual ao trabalho realizado, e que não tenha havido troca de calor no processo. Se U > 0, ou seja, a energia interna do gás, pode-se classificar o processo como a) compressão adiabática. b) expansão adiabática. c) compressão isotérmica. d) expansão isotérmica. e) expansão isobárica. 1

2 04 - (UNIFOR CE) A atmosfera litro é unidade de medida da grandeza a) energia. b) pressão. c) densidade. d) potência. e) força (UFMS) O gráfico abaixo representa duas curvas isotérmicas relacionadas a um gás ideal contido em um recipiente que pode variar o seu volume. Desse modo, é correto afirmar que: 01. se o gás for submetido a um processo termodinâmico partindo do estado A para o estado B, a pressão do gás não varia e sua energia interna. 02. se o gás for submetido a um processo termodinâmico partindo do estado A para o estado D, a sua energia interna não varia. 04. se o gás for submetido a um processo termodinâmico partindo do estado A para o estado C, a temperatura do gás não varia e não haverá troca de calor com o ambiente. 08. se o gás passar por um processo termodinâmico partindo do estado A, passando pelos estados D e C e retornando ao estado A, a quantidade de calor trocada com o ambiente é igual ao trabalho realizado pelo gás. 16. se o gás passar por um processo termodinâmico partindo do estado A para o estado C e retornando ao estado A pelo mesmo caminho, o trabalho total realizado pelo gás é nulo (UFF RJ) Dez litros de gás à baixa pressão, contidos em um recipiente, são aquecidos recebendo 1,0 x10 2 cal sem variar significativamente o seu volume. Os valores aproximados do trabalho (T) realizado no processo e da correspondente variação de energia interna ( U) do gás são, em cal, respectivamente: a) 0; 0 b) 0; 1,0 x 10 2 c) 1,0 x 10 2 ; 0 d) 1,0 x 10 2 ; 1,0 x

3 e) 0,5 x 10 2 ; 0,5 x (UFF RJ) O diagrama ilustra a evolução de determinada massa de um gás ideal do estado inicial 1 até o estado 2 (processo I); deste, até o estado 3 (processo II) e, finalmente, deste até o estado 4 (processo III). Pressão (atm) P2 P 1 I 2 1 II 3 III 4 T1 T T 3 4 Temperatura (K) Com relação ao volume do gás em cada um desses processos, é CORRETO afirmar que ele: no processo I no processo II no processo III a. diminui diminui diminui b. fica constante diminui c. d. diminui diminui e. diminui 08 - (IME RJ) Considere uma máquina térmica operando em um ciclo termodinâmico. Esta máquina recebe 300J de uma fonte quente cuja temperatura é de 400K e produz um trabalho de 150J. Ao mesmo tempo, rejeita 150J para uma fonte fria que se encontra a 300K. A análise termodinâmica da máquina térmica descrita revela que o ciclo proposto é um(a): a) máquina frigorífica na qual tanto a Primeira Lei quanto a Segunda Lei da termodinâmica são violadas. b) máquina frigorífica na qual a Primeira Lei é atendida, mas a Segunda Lei é violada. c) motor térmico no qual tanto a Primeira Lei quanto a Segunda Lei da termodinâmica são atendidas. d) motor térmico no qual a Primeira Lei é violada, mas a Segunda Lei é atendida. 3

4 e) motor térmico no qual a Primeira Lei é atendida, mas a Segunda Lei é violada (UEM PR) Assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01. A quantidade de calor e o trabalho executado por um sistema são independentes da trajetória. 02. A quantidade de calor e a energia interna de um sistema são independentes da trajetória. 04. A energia interna e o trabalho executado por um sistema são independentes da trajetória. 08. Quando um sistema passa de um estado de equilíbrio para outro estado, a quantidade de calor adicionada ao sistema é sempre a mesma, independente do processo. 16. Quando um sistema passa de um estado de equilíbrio para outro, o trabalho feito sobre o sistema é sempre o mesmo, independente do processo. 32. Quando um sistema passa de um estado de equilíbrio para outro estado, a variação de energia interna do sistema é sempre a mesma, independente do processo (PUC RS) Um cilindro com pistão, de volume igual a 2,0 litros, contém um gás ideal. O gás é comprimido adiabaticamente sob pressão média de 1000N/m 2 até que o volume atinja o valor de 0,20 litros. A variação da energia interna do gás, em J, durante a compressão é: a) 1,8 b) 2,0 c) 200 d) 1800 e) (UnB DF) Uma máquina de Carnot retira, a cada ciclo, 1,0KJ de energia térmica de uma fonte a 227ºC, converte 400J em trabalho mecânico rejeita a energia restante para uma segunda fonte térmica a uma temperatura menor. Qual deve ser a temperatura dessa segunda fonte? Dê sua resposta em ºC. Considere para efeito de cálculo, o ponto de fusão do gelo igual a 273K (UnB DF) No diagrama ao lado, a energia interna do sistema, em J, é dada por U = PV, em que P é a pressão, em Pa, e V, o volume, em m 3. Calcule, em joules, a quantidade de calor envolvida no processo AC, desprezando a parte fracionária de seu resultado, caso exista. 4

5 P(Pa) 500 A 200 B C 0,01 0,03 V(m) (UFC CE) A figura ao lado mostra um ciclo de Carnot, representado no diagrama p-v. Se no trecho b c, desse ciclo, o sistema fornece 60 J de trabalho ao meio externo, então é verdade que, nesse trecho: p a b d T 2 c T 1 V a) o sistema recebe 60 J de calor e sua energia interna diminui. b) o sistema recebe 60 J de calor e sua energia interna não varia. c) o sistema rejeita 60 J de calor e sua energia interna não varia. d) não há troca de calor e sua energia interna de 60 J. e) não há troca de calor e sua energia interna diminui de 60 J (UFU MG) Para que um gás aumente sua temperatura se pode fornecer calor a ele de 2 formas: mantendo o volume do gás constante ou mantendo a pressão sobre ele constante. Considere cp como sendo o calor necessário para que 1 grama de um gás aumente de 1 ºC sua temperatura quando ele for mantido à pressão constante e cv como sendo o calor necessário para que 1 grama de um gás aumente de 1 ºC sua temperatura quando ele for mantido à volume constante. Para gases ideais: a) cp = cv, para qualquer gás; 5

6 b) cp > cv, para qualquer gás; c) cp < cv, para qualquer gás; d) cp > cv ou cp < cv, dependendo do gás; e) nada se pode afirmar da relação (=, >, <) entre cp e cv (FUNREI MG) O diagrama PV abaixo mostra vários trajetos possíveis de evolução de um gás a partir do estado inicial Q. P Q T R S De acordo com esse diagrama, é correto afirmar que a) os trabalhos realizados pelo gás nos trajetos QTS, QRS e QS são iguais. b) os trabalhos realizados pelo gás nos trajetos QR e TS são iguais. c) o trabalho realizado pelo gás no trajeto QTSRQ é nulo d) os trabalhos realizados pelo gás nos trajetos QT e RS são iguais. V 16 - (FUNREI MG) De acordo com os conceitos da Termodinâmica, é correto afirmar que a) quanto maior o calor específico de um corpo melhor condutor de calor ele é. b) o calor específico dos sólidos é menor que o dos líquidos. c) o calor específico de uma substância depende de sua temperatura. d) o calor específico de um gás a volume constante é maior que a pressão constante (UNIOESTE PR) Um mol de um gás ideal diatômico à temperatura de 27ºC ocupa um volume V 1 = 16,4 litros quando submetido a uma pressão P 1 = 1,50 atm. Este gás executa o processo cíclico A B C A indicado na figura. Se a pressão no ponto B é três vezes maior do que a pressão no ponto A e o processo B C é isotérmico, é correto afirmar que: 6

7 a) A temperatura no ponto B é de 600 K. b) O sistema libera calor no processo A B e absorve calor no processo C A. c) O trabalho realizado pelo gás, por ciclo, tem o valor de 49,2 joules. d) Se a capacidade térmica molar a volume constante é Cv = 20,705 J/(mol K), a quantidade de calor envolvida no processo C A é 123 joules. e) A variação da energia interna por ciclo é nula (UFG GO) O gráfico abaixo representa várias transformações calor trabalho P C = P B pressão C B P A = P D A V = V C A D volume V B = V D Q = calor cedido e/ou recebido = trabalho realizado e/ou recebido U = energia interna Sabendo que Q ACB = x,u A = 0, U D = 4, x ACB = 3 x, 8 BA = x, 4 ADB = x 8 sendo x dado em calorias, e utilizando-se a 1 a Lei da termodinâmica, conclui-se que: 01. B = 0; 02. Q ABD = 3 x ; Q BA = 7 x 8 ; 08. AD = 8 x ; 16. Q DB = 8 x ; 7

8 32. Q AD = 19 - (PUC RJ) 5x 8 O diagrama abaixo mostra a evolução de um gás ideal sob pressão constante de 20 N/m2. O gás está inicialmente no estado A e evolui para o estado B. Durante este processo, o gás cede 1100 J de calor para o ambiente. Determine o trabalho realizado sobre o gás (W) e sua variação de energia interna ( U) V(cm) 3 B A T( K) a) W = J; U = J b) W = J; U = J c) W = 800 J; U = J d) W = 800 J; U = J e) W = 800 J; U = 300 J 20 - (ITA SP) Um recipiente cilíndrico vertical é fechado por meio de um pistão, com 8,00 kg de massa e 60,0 cm 2 de área, que se move sem atrito. Um gás ideal, contido no cilindro, é aquecido de 30 o C a 100 o C, fazendo o pistão subir 20,0 cm. Nesta posição, o pistão é fixado, enquanto o gás é resfriado até sua temperatura inicial. Considere que o pistão e o cilindro encontram-se expostos à pressão atmosférica. Sendo Q 1 o calor adicionado ao gás durante o processo de aquecimento e Q 2, o calor retirado durante o resfriamento, assinale a opção correta que indica a diferença Q 1 Q 2. a) 136 J b) 120 J c) 100 J d) 16 J e) 0 J 8

9 GABARITO: 1) Gab: C 2) Gab: D 3) Gab: A 4) Gab: A 5) Gab: CEECC 6) Gab: B 7) Gab: E 8) Gab: E 9) Gab: 32 10) Gab: A 11) Gab: 27 12) Gab: 09 13) Gab: E 14) Gab: B 15) Gab: B 16) Gab: C 17) Gab: E 18) Gab: FVFVFF 19) Gab: C 20) Gab: A 9