Termodinâmica: Exercícios resolvidos
1 – Qual a energia interna de 1,5 mols de um gás perfeito na temperatura de 20°C? Conisdere R=8,31 J/mol.K.
Conversão da temperatura da escala Celsius para Kelvin:
T = 273 + 0°T = 273 + 20
T = 293K
Equação da energia interna:
U = 3/2 nRTU = 3/2 . 1,5 . 8,31 . 293
U = 5,47 kJ
2 - Qual a energia interna de 1,5 mols de um gás perfeito na temperatura de 20°C? Conisdere R=8,31 J/mol.K.
Primeiramente deve-se converter a temperatura da escala Celsius para Kelvin:
A partir daí basta aplicar os dados na equação da energia interna:
3 – Uma máquina que opera em ciclo de Carnot tem a temperatura de sua fonte quente igual a 330°C e fonte fria à 10°C. Qual é o rendimento dessa máquina?
Solução:
N = 1 – T2/T1
T1 = Temperatura quente
T2 = Temperatura Fria
T1 = 273 + 330 = 603KT2 = Temperatura Fria
T2 = 273 + 10 = 283K
Logo Sabemos:
N = 1 – 283K / 603KN ~ 0,53 = 53%
3 – Em uma máquina térmica são fornecidos 3kJ de calor pela fonte quente para o início do ciclo e 780J passam para a fonte fria. Qual o trabalho realizado pela máquina, se considerarmos que toda a energia que não é transformada em calor passa a realizar trabalho?
Anuncio e Valores:
T = | Q1 | – | Q2 |
T = 3000J – 780J
T = 22 220 J
01. (UFBA) Tendo em vista a transformação gasosa acima descrita, assinale o que for correto:
01) O produto nR varia entre 0,10atm . R/K e 0,050atm .R/K.
02) A pressão final do gás foi de 1,0atm.
04) A densidade do gás permaneceu constante.
08) O produto nR tem um valor constante de 0,050atm . R/K.
16) O produto nR tem um valor constante de 50atm.cm3/K.
32) A densidade final do gás foi de 50% do valor inicial.
02) A pressão final do gás foi de 1,0atm.
04) A densidade do gás permaneceu constante.
08) O produto nR tem um valor constante de 0,050atm . R/K.
16) O produto nR tem um valor constante de 50atm.cm3/K.
32) A densidade final do gás foi de 50% do valor inicial.
02. (UFBA) Tendo em vista a transformação gasosa acima descrita, assinale o que for correto:
01) Na transformação, a densidade do gás é diretamente proporcional à pressão.
02) A energia interna permaneceu constante.
04) O sistema trocou calor com o meio ambiente.
08) Como a temperatura permaneceu constante, o sistema não trocou calor com o meio ambiente.
16) A energia interna aumentou.
32) A quantidade de calor recebida é igual ao trabalho realizado pelo gás na expansão.
64) A quantidade de calor trocado e o trabalho realizado são ambos nulos.
02) A energia interna permaneceu constante.
04) O sistema trocou calor com o meio ambiente.
08) Como a temperatura permaneceu constante, o sistema não trocou calor com o meio ambiente.
16) A energia interna aumentou.
32) A quantidade de calor recebida é igual ao trabalho realizado pelo gás na expansão.
64) A quantidade de calor trocado e o trabalho realizado são ambos nulos.
03. (ACAFE-SC) Um gás ideal recebe calor e fornece trabalho após uma das transformações:
a) adiabática e isobárica.
b) isométrica e isotérmica.
c) isotérmica e adiabática.
d) isobárica e isotérmica.
e) isométrica e adiabática.
b) isométrica e isotérmica.
c) isotérmica e adiabática.
d) isobárica e isotérmica.
e) isométrica e adiabática.
04. (FEI) Numa transformação de um gás perfeito, os estados final e inicial acusaram a mesma energia interna. Certamente:
a) a transformação foi cíclica.
b) a transformação isométrica.
c) não houve troca de calor entre o gás e o ambiente.
d) são iguais as temperaturas dos estados inicial e final.
e) não houve troca de trabalho entre o gás e o meio.
b) a transformação isométrica.
c) não houve troca de calor entre o gás e o ambiente.
d) são iguais as temperaturas dos estados inicial e final.
e) não houve troca de trabalho entre o gás e o meio.
05. Sobre um sistema, realiza-se um trabalho de 3000 J e, em resposta, ele fornece 1000cal de calor durante o mesmo intervalo de tempo. A variação de energia interna do sistema, durante esse processo, é, aproximadamente: (considere 1,0 cal = 4,0J)
a) –1000J
b) +2000J
c) –4000J
d) +4000J
e) +7000J
b) +2000J
c) –4000J
d) +4000J
e) +7000J
06. (CEFET – PR) O 2° princípio da Termodinâmica pode ser enunciado da seguinte forma: “É impossível construir uma máquina térmica operando em ciclos, cujo único efeito seja retirar calor de uma fonte e convertê-lo integralmente em trabalho.” Por extensão, esse princípio nos leva a concluir que:
a) sempre se pode construir máquinas térmicas cujo rendimento seja 100%;
b) qualquer máquina térmica necessita apenas de uma fonte quente;
c) calor e trabalho não são grandezas homogêneas;
d) qualquer máquina térmica retira calor de uma fonte quente e rejeita parte desse calor para uma fonte fria;
e) somente com uma fonte fria, mantida sempre a 0°C, seria possível a uma certa máquina térmica converter integralmente calor em trabalho.
b) qualquer máquina térmica necessita apenas de uma fonte quente;
c) calor e trabalho não são grandezas homogêneas;
d) qualquer máquina térmica retira calor de uma fonte quente e rejeita parte desse calor para uma fonte fria;
e) somente com uma fonte fria, mantida sempre a 0°C, seria possível a uma certa máquina térmica converter integralmente calor em trabalho.
01 – 34 pontos (corretas 02 e 32)
02 – 39 (corretas 01,02,04 e 32)
| 03 – D | 04 – D | 05 – A | 06 – D |
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