Questão 4. Questão 5

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1 Questão 1 Um mol de gás ideal sofre transformação AëBëC indicada no diafragma pressão x volume da figura a seguir. a) qual é a temperatura do gás no estado A? b) Qual é o trabalho realizado pelo gás na expansão AëB? c) qual é a temperatura pelo gás no estado C? Dado: R (constante dos gases)=0,082 atm.ø/mol K=8,3J/mol K Qual o valor de h? (Despreze o atrito do pistão com as paredes do cilindro e as perdas de calor e considere a aceleração da gravidade local igual a 10m/s ). Questão 4 Um gás, que se comporta como gás ideal, sofre expansão sem alteração de temperatura, quando recebe uma quantidade de calor Q = 6 J. Questão 2 Considere uma certa massa de um gás ideal em equilíbrio termodinâmico. Numa primeira experiência, faz-se o gás sofrer uma expansão isotérmica durante a qual realiza um trabalho W e recebe 150J de calor do meio externo. Numa segunda experiência, faz-se o gás sofrer uma expansão adiabática, a partir das mesmas condições iniciais, durante a qual ele realiza o mesmo trabalho W. Calcule a variação de energia interna ÐU do gás nessa expansão adiabática. Questão 3 Certa quantidade de gás está contida num cilindro que tem um pistão de 1kg. Transfere-se ao gás uma quantidade de calor Q =7 joules e o pistão sobe de uma altura h. A seguir, o pistão é travado e o gás é resfriado até a mesma temperatura inicial T³, retirando uma quantidade de calor Q =5 joules. a) Determine o valor ÐE da variação da energia interna do gás. b) Determine o valor do trabalho T realizado pelo gás durante esse processo. Questão 5 Uma certa massa de gás ideal, inicialmente à pressão p³, volume V³ e temperatura T³, é submetida à seguinte seqüência de transformações: 1) É aquecida a pressão constante até que a temperatura atinja o valor 2T³. 2) É resfriada a volume constante até que a temperatura atinja o valor inicial T³. 3) É comprimida a temperatura constante até que atinja a pressão inicial p³. a) Calcule os valores da pressão, temperatura e volume no final de cada transformação. b) Represente as transformações num diagrama pressão x volume. Questão 6 O gráfico a seguir representa dois modos de levar uma certa massa de gás ideal de uma temperatura inicial TÛ até uma temperatura TÝ. O primeiro (I) representa uma evolução a pressão constante, e o segundo (II) uma evolução a volume 1

2 constante. O trabalho realizado foi igual a 80J. a) Em qual dos dois processos foi necessário ceder maior quantidade de calor à massa gasosa? Justifique sua resposta. b) Determine a quantidade de calor cedida a mais. Questão 7 Um gás ideal, inicialmente em um estado de equilíbrio termodinâmico (ponto 1 da figura) a uma temperatura T, sofre uma expansão isobárica (1ë2), seguida de uma transformação isométrica (2ë3), até atingir o estado de equilíbrio (ponto 3 da figura) à mesma temperatura inicial T, como ilustra o diagrama P-V a seguir: a) Calcule o trabalho realizado pelo gás durante este ciclo. b) Calcule a razão entre a mais alta e a mais baixa temperatura do gás (em kelvin) durante este ciclo. Questão 9 A figura representa, num diagrama p-v, uma expansão de um gás ideal entre dois estados de equilíbrio termodinâmico, A e B. A quantidade de calor cedida ao gás durante esta expansão foi 5,0 10 J. Calcule a variação de energia interna do gás nessa expansão. a) Durante a evolução 1ë2ë3, o gás cedeu ou recebeu calor? Justifique sua resposta. b) Calcule essa quantidade de calor. Questão 8 A figura representa, num gráfico pressão volume, um ciclo de um gás ideal. Questão 10 Estime a massa de ar contida numa sala de aula. Indique claramente quais as hipóteses utilizadas e os quantitativos estimados das variáveis empregadas. Questão 11 Um cilindro de 2,0 litros é dividido em duas partes por uma parede móvel fina, conforme o esquema a seguir. O lado esquerdo do cilindro contém 1,0mol de um gás ideal. O outro lado contém 2,0 mols do mesmo gás. O conjunto está à temperatura de 300 K. Adote R = 0,080 atm.ø/mol.k 2

3 Questão 15 a) Qual será o volume do lado esquerdo quando a parede móvel estiver equilibrada? b) Qual é a pressão nos dois lados, na situação de equilíbrio? Questão 12 Um recipiente de volume variável, em equilíbrio térmico com um reservatório de temperatura constante, encerra uma certa quantidade de gás ideal que tem inicialmente pressão de 2,0 atmosferas e volume de 3,0 litros. Qual é a variação de energia interna de um gás ideal sobre o qual é realizado um trabalho de 80J durante uma compressão isotérmica? a) 80J b) 40J c) Zero d) - 40J e) - 80J Questão 16 Um mol de gás ideal sofre uma expansão isotérmica, representada no diagrama P-V da figura, do estado inicial 1 ao estado final 2. Escolha a alternativa correta. Durante este processo: O volume máximo que esse recipiente pode atingir é de 5,0 litros, e o volume mínimo é de 2,0 litros. Calcule as pressões máxima (pmax) e mínima (pmin) a que o referido gás pode ser submetido. Questão 13 Uma sala tem 6 m de largura, 10 m de comprimento e 4 m de altura. Deseja-se refrigerar o ar dentro da sala. Considere o calor específico do ar como sendo 30 J/ (mol K) e use R= 8 J/ (mol K). a) Considerando o ar dentro da sala como um gás ideal à pressão ambiente (P = 10 N/m ), quantos moles de gás existem dentro da sala a 27 C? b) Qual é a quantidade de calor que o refrigerador deve retirar da massa de ar do item (a) para resfriá-ia até 17 C? Questão 14 A primeira lei da termodinâmica diz respeito à: a) dilatação térmica b) conservação da massa c) conservação da quantidade de movimento d) conservação da energia e) irreversibilidade do tempo a) o gás aumenta de volume e se resfria. b) a temperatura do gás se mantém constante, mas é preciso fornecer calor ao gás. c) no processo isotérmico não há fluxo de calor. d) a temperatura do gás diminui e o gás realiza trabalho. e) o volume do gás aumenta, a pressão diminui e a temperatura aumenta. Questão 17 Um gás de volume inicial 8,0m e de pressão inicial 5,0 10 Pa, sofre, em seqüência, as seguintes transformações: - compressão, a pressão constante, até o volume de 3,0m. - diminuição de pressão para 2,0 10 Pa, à volume constante. - expansão até ao volume inicial, mantendo a pressão constante. - aumento de pressão para 5,0 10 Pa, a volume constante. Indique o diagrama PV, a seguir, que melhor representa as transformações: 3

4 tabela abaixo, assinale o gás contido no recipiente: Questão 18 Certa massa de gás ideal sofre uma transformação Isobárica, com sua temperatura absoluta T variando proporcionalmente ao seu volume V. Sendo P a pressão desse gás, a melhor representação gráfica dessa transformação é: Questão 19 Num recipiente indeformável, provido de válvula especial, encontram-se confinados 2 mols de oxigênio (molécula-grama=32g) nas C. N. T. P.. Num dado instante, abre-se a válvula e permite-se que 8 g do gás escapem, mantendo-se, contudo a mesma temperatura. A nova pressão do gás é: Dado: R = 0,082 atm.ø/mol.k a) 15/16 atm b) 7/8 atm c) 1/4 atm d) 7/16 atm e) 1/8 atm a) CH b) C H c) COƒ d) NHƒ e) N Questão 21 Um recipiente rígido contém gás perfeito sob pressão de 3 atm. Sem deixar variar a temperatura, são retirados 4 mols do gás, fazendo com que a pressão se reduza a 1 atm. O número de mols existente inicialmente no recipiente era a) 6 b) 8 c) 10 d) 12 e) 16 Questão 22 Uma amostra de gás perfeito foi submetida às transformações indicadas no diagrama PV a seguir. Questão 20 Certo gás, considerado ideal, com massa 34 g, está contido em um recipiente de 12,3 litros, sob pressão de 4 atm a 27 C. Considerando apenas as massas atômicas dadas pela 4

5 essa seqüência de transformações, os estados de maior e de menor temperatura foram, respectivamente, a) 1 e 2 b) 1 e 3 c) 2 e 3 d) 3 e 4 e) 3 e 5 Questão 23 Dois gases ideais, denominados G e G, ocupam volumes idênticos, porém p =2p e T =3/5T (p e T são, respectivamente, pressão e temperatura absoluta). Se o número de mols de G é 12, qual será o número de mols de G? a) 10 b) 6 c) 14,4 d) 7,2 e) 12 Questão 24 Uma câmara fechada, de paredes rígidas contém ar e está sob pressão atmosférica e à temperatura de 20 C. Para dobrar a pressão na câmara, o ar deve ser esquentado para: a) 546 C b) 586 C c) 40 C d) 293 C e) 313 C b) 1,2 c) 1,8 d) 2,0 Questão 27 Um mergulhador dispõe de um tanque de ar para mergulho com capacidade de 14 L, no qual o ar é mantido sob pressão de 1,45 10 Pa. O volume de ar à pressão atmosférica, em litros, necessário para encher o tanque nessas condições, é, aproximadamente, igual a: a) 1,0 10 b) 2,0 10 c) 3,0 10 d) 4,0 10 Questão 28 Certa massa de gás ideal sofre uma transformação isobárica na qual sua temperatura absoluta é reduzida à metade. Quanto ao volume desse gás, podemos afirmar que irá: a) reduzir-se à quarta parte. b) reduzir-se à metade. c) permanecer constante. d) duplicar. e) quadruplicar. Questão 25 Um recipiente rígido de 50 litros contém gás perfeito à pressão de 0,80atm e temperatura de 27 C. Quando a temperatura aumentar para 57 C, a pressão, em atmosferas, aumentará para a) 0, 88 b) 0,92 c) 0, 96 d) 1,0 e) 1,3 Questão 26 O vapor contido numa panela de pressão, inicialmente à temperatura T³ e à pressão P³ ambientes, é aquecido até que a pressão aumente em cerca de 20% de seu valor inicial. Desprezando-se a pequena variação do volume da panela, a razão entre a temperatura final T e inicial T³ do vapor é: a) 0,8 5