Exercícios Gases e Termodinâmica 1-O gás carbônico produzido na reação de um comprimido efervescente com água foi seco e recolhido àpressão de 1 atm e temperatura de 300K, ocupando um volume de 4 L. Se a essa mesma temperatura o gás fosse recolhido à pressão de 2 atm, que volume ocuparia? a) 2 L. b) 3 L. c) 6 L. d) 8 L. e) 9 L. 2-A figura mostra a seqüência de transformações A B C A sofridas por certa massa de gás ideal, sendo uma delas isotérmica. 2 P (N/m ) 5 10 A C B 0 0,4 0,8 3 V (m ) Se a temperatura em A é 500 K, a pressão e a temperatura em C valem, respectivamente, a) 5 10 4 N/m 2 e 500 K. b) 5 10 4 N/m 2 e 250 K. c) 5 10 3 N/m 2 e 500 K. d) 2,5 10 3 N/m 2 e 300 K. e) 2,5 10 4 N/m 2 e 400 K. 3-Um cilindro contém gás ideal e está fechado por um êmbolo que pode deslizar facilmente. À temperatura de 30 C, a altura, em relação à base do cilindro na qual o êmbolo se encontra em equilíbrio, vale 20 cm. À temperatura de 60 C, a nova altura na qual o êmbolo se encontra em equilíbrio vale: a) 22 cm b) 12 cm c) 30 cm d) 48 cm e) 36 cm 4-Um gás perfeito sofreu uma transformação percorrendo o ciclo da figura abaixo.
Com base nas informações do gráfico, é correto afirmar que: a) A energia interna do gás sofreu uma variação de 50 J no ciclo ABCDA. b) No ponto D ao ponto A o gás sofreu uma expansão isobárica. c) A temperatura absoluta no ponto C é o dobro da temperatura no ponto A. d) Do ponto B ao ponto C houve um aumento da energia interna do gás. e) O trabalho realizado pelo gás no ciclo ABCDA é de 100 J. 5-UFR-RJUma máquina térmica opera entre duas temperaturas, T1 e T2. Pode-se afirmar que seu rendimento: a) máximo, pode ser 100%; b) pode ser maior que 100%; c) nunca será inferior a 80%; d) será máximo, se operar em ciclo de Carnot; e) será máximo, se operar em ciclos. 6-UFRSUma máquina térmica ideal opera recebendo 450 J de uma fonte de calor e liberando 300 J no ambiente. Uma segunda máquina térmica ideal opera recebendo 600 J e liberando 450 J. Se dividirmos o rendimento da segunda máquina pelo rendimento da primeira máquina, obteremos: a) 1,50 b) 1,33 c) 1,00 d) 0,75 e) 0,25 7-Transformação gasosa adiabática é uma transformação em que o gás passa de
um estado a outro sem receber ou ceder calor para o ambiente. Essa transformação pode ser obtida, na prática, se isolarmos termicamente o sistema ou se a transformação for realizada rapidamente. Baseado nessas informações, assinale a afirmativa correta: a) Numa transformação adiabática, a variação da energia interna do sistema é inversamente proporcional ao trabalho. b) Numa transformação adiabática o gás não se resfria nem esquenta. c) Em uma compressão adiabática, a temperatura do gás aumenta. d) Em uma transformação adiabática, não há realização de trabalho. e) Em qualquer transformação adiabática, a pressão exercida pelo gás se mantém constante. 8-Um cilindro, cujo volume pode variar, contém um gás perfeito, à pressão de 4 atm, a uma temperatura de 300 K. O gás passa, então, por dois processos de transformação: I - seu volume aumenta sob pressão constante até duplicar, e II - retorna ao volume original, através de uma compressão isotérmica. A temperatura e a pressão do gás, ao final dos dois processos acima descritos serão, respectivamente: a) 300 K e 8 atm b) 600 K e 4 atm c) 300 K e 4 atm d) 600 K e 8 atm e) 600 K e 2 atm 9-O biodiesel resulta da reação química desencadeada por uma mistura de óleo vegetal com álcool de cana. A utilização do biodiesel etílico como combustível no país permitiria uma redução sensível nas emissões de gases poluentes no ar, bem como uma ampliação da matriz energética brasileira. O combustível testado foi desenvolvido a partir da transformação química do óleo de soja. É também chamado de B-30 porque é constituído de uma proporção de 30% de biodiesel e 70% de diesel metropolitano. O primeiro diagnóstico divulgado considerou performances dos veículos quanto ao desempenho, durabilidade e consumo. Um carro-teste consome 4,0 kg de biodiesel para realizar trabalho mecânico. Se a queima de 1 g de biodiesel libera 5,0 10 3 cal e o rendimento do motor é de 15%, o trabalho mecânico realizado, em joules, vale, aproximadamente: Dado: 1 cal = 4,2 joules a) 7,2 10 5 b) 1,0 10 6 c) 3,0 10 6 d) 9,0 10 6 e) 1,3 10 7
10.Na prática não existe nenhuma máquina térmica que transforme todo o calor recebido em trabalho. A energia que não é aproveitada na forma de trabalho é transferida para uma fonte fria. Um motor cujo rendimento é de 80% realiza um trabalho equivalente a 120J, qual é a quantidade de calor rejeitada para a fonte fria? a) 10J b) 20J c) 25J d) 30J e) 50J 11.Uma máquina térmica executa um ciclo entre as temperaturas de 227 C e 127 C. Determine o máximo rendimento teórico que essa máquina poderia ter. a) 10% b) 20% c) 30% d) 40% e) 80% 12-Considere as afirmativas: I. Uma transformação gasosa adiabática pode ser obtida experimentalmente com o isolamento térmico do sistema ou quando a transformação se faz com muita rapidez. II. Em uma transformação gasosa isovolumétrica, a energia interna do gás aumenta se esse gás absorver calor. III. Em uma transformação gasosa isotérmica, a pressão e o volume do gás são grandezas diretamente proporcionais. IV. É impossível que uma máquina térmica consiga extrair 20x10 6 cal de uma fonte a 350K rejeite 12x10 6 cal para outra fonte a 250K. V. O calor específico de um gás monoatômico medido, numa transformação isobárica, é igual àquele medido numa transformação a volume constante. É correto afirmar que a) somente I está correta. b) somente II está correta. c) somente I, III e V estão corretas. d) somente I, II e IV estão corretas. e) todas estão corretas. 13-Um motor térmico opera segundo o ciclo de Carnot onde a temperatura da fonte quente é de 400 K e a temperatura da fonte fria é de 300 K. Esse motor em cada ciclo este recebe 500 J da fonte quente. Podemos afirmar que o rendimento do motor e a energia dissipada na forma de calor que não foi aproveitada em cada ciclo valem, respectivamente: a) 100% e 500 J. b) 80 % e 100 J. c) 25 % e 375 J. d) 75 % e 125 J.
e) 10 % e 450 J. 14-(Utfpr)As máquinas térmicas a vapor apresentam, em geral, rendimento muito pequeno. Se uma certa máquina tem rendimento de 10% e cede 900 kj para a fonte fria, a quantidade que recebeu da fonte quente, em kj, é igual a: A) 910. B) 1000. C) 990. D) 1010. E) 1100. 15-Um gás ideal realiza o ciclo ABCDA indicado abaixo, onde estão representadas as isotermas T 1,T 2 e T 3. A respeito dessa transformação, mantendo-se a massa de gás constante, assinale a única alternativa correta. a) De A para B temos uma transformação isotérmica. b) A temperatura do gás no estado A é maior que no estado B. c) De B para C o gás aumenta a sua energia interna. d) De C para D o gás aumenta a sua energia interna. e) Na realização do ciclo ABCDA a quantidade de trabalho realizado pelo gás é numericamente igual ao calor que ele troca com o exterior. 16-Uma máquina térmica que executa um ciclo onde a temperatura de trabalho da fonte quente é de 327 C. Determine qual ser a temperatura da fonte fria para que o máximo rendimento teórico possível dessa máquina seja de 20%. a) 157 C b) 189 C c) 207 C d) 273 C e) 300 C
17-A figura a seguir representa o ciclo de Carnot, para um gás ideal. Sobre o ciclo podemos afirmar que: a)na compressão adiabática, a temperatura do gás diminui. b)o ciclo de Carnot apresenta um rendimento de 100 %. c) Do ponto B ao ponto C houve um aumento da energia interna do gás. d) Houve uma expansão isotérmica do ponto A até o ponto B. e) O trabalho realizado pelo gás no ciclo é igual a sua variação de energia interna. 18-Uma determinada máquina térmica deve operar em ciclo entre as temperaturas de 27 C e 227 C. Em cada ciclo ela recebe 1.000 cal da fonte quente. Qual o máximo de trabalho que a máquina pode fornecer por ciclo ao exterior? 19-O rendimento de uma máquina térmica é de 20%. Se, em cada ciclo, a máquina recebe da fonte quente 200 J de calor, qual o trabalho realizado por ela em cada ciclo? 20-Considere uma máquina trabalhando segundo um ciclo de Carnot, operando com rendimento de 40% e realizando 1.200 J de trabalho em cada ciclo. Para isso, ela recebe uma quantidade de calor Q 1 da fonte quente e rejeita Q 2 para o meio ambiente (fonte fria), que está à temperatura de 27 C. a) Quais os valores de Q 1 e Q 2? b) Qual a temperatura da fonte quente? 21-Analisando-se uma certa quantidade de um gás perfeito que sofre uma expansão isobárica e sabendo-se que Q é quantidade de calor trocado durante o processo, U a variação de energia interna do gás e T a variação de temperatura, alternativa correta é: a) Q < 0; U < 0 e T < 0 b) Q < 0, U < 0 e T > 0 c) Q < 0, U > 0 e T > 0
d) Q > 0, U > 0 e T > 0 e) Q = 0, U < 0 e T > 0 GABARITO 1.a2.b3.a4.d 5.c 6.d 7.c 8.d 9.e 10.d 11.b 12.d 13.c 14.b 15.e 16.c17.d 18.400 cal 19. 40 J. 20. a) 3.000 J e 1.800 J; b) 500 K. 21.d