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  1. 1. Estudo dos gases e As Leis da Termodinâmica
  2. 2. 175 Questão(UFU-MG) Num recipiente A existe um determinado gásperfeito que se encontra no estado definido pelosvalores p,V e T da pressão, do volume e datemperatura, respectivamente. Em um recipiente Boutro gás perfeito encontra-se no estado definido pelosvalores p da pressão, 2V do volume e 2T da temperatura.Os dois gases têm o mesmo número de mols. Sejamrespectivamente U 1 e U 2 , as energias internas dos gases U1nos recipientes A e B. A razão aaaa vale: U2a) 1/2 c) 6 e) 2b) 3/2 d) 3/4
  3. 3. 175 Resposta U1 1TA T U2 2TB 2T Letra A
  4. 4. 176 Questão(Vuvest) A energia interna U de uma certa quantidade degás, que se comporta como gás ideal,contida em umrecipiente, proporcional à temperatura T, e seu valorpode ser calculado utilizando a expressão U= 12,5 T. Atemperatura deve ser expressa em Kelvins e aenergia,em joules. Se inicialmente o gás está àtemperatura T=300k e, em uma transformação a volumeconstante, recebe 1.250 J de uma fonte de calor, suatemperatura final será:a)200K c) 400Ke)800Kb)300K d)600K
  5. 5. 176 Resposta UU 12,5 300 T 12 ,5U 3750 J 5000 T 400 KU 3750 1250 12 ,5U 5000 Letra C
  6. 6. 177 Questão(UFRGS – RS) Um recipiente cilíndrico fechado, providode um embalo, contém certa quantidade de um gásideal. À temperatura de 10°c, o gás ocupa um volume V0e sua pressão é P. A partir desse estado inicial, o gássofre uma expansão isobárica até atingir a temperaturade 20°c. A respeito da transformação descrita acima, écorreto afirmar que:
  7. 7. 177 Questãoa) o gás passa a procurar, depois da transformação, umvolume igual a 2V0b) a energia cinética média final das moléculas do gás éigual ao dobro da sua energia cinética média inicial.c) a velocidade média das moléculas do gás não variaquanto o gás passa do estado inicial para o estado final.d) a variação na energia interna do gás é nula natransformação.e) o calor absorvido pelo gás, durante a transformação, émaior que o trabalho por ele realizado.
  8. 8. 177 Resposta v Q WTi 10 C Tf 20 C Letra E
  9. 9. 178 Questão(UEPB) Um gás encerrado por um cilindro com êmbolomóvel recebe de uma fonte térmica a quantidade decalor Q 8cal aaaaaaaaaa, submetida a uma pressãoconstante, provocando uma expansão isobárica dessegás, que varia seu volume, como mostra o gráfico.
  10. 10. 178 QuestãoPode-se afirmar que a variação da energia interna dessegás de acordo com a primeira lei daTermodinâmica, considerando 1cal = 4 J, vale:a) 19,2 Jb) 10,4 Jc)14,2 Jd)12,6 Je) 8,2 J
  11. 11. 178 RespostaW Área Q 8 4W 4 3,2 Q 32 JW 12,8 J v Q W v 32 12,8 Letra A v 19,2 J
  12. 12. 179 Questão(Unemat- MT) O gráfico abaixo mostra um gás ideal quese dilata isobaricamente sob pressão de 10 N/m 2.
  13. 13. 179 QuestãoSe o gás recebeu, durante o processo, 150 joules decalor, variação da energia interna do gás e o trabalhorealizado no processo são respectivamente iguais a:a) 90 J e 60 Jb) 90 J e 80 Jc) 90 J e40 Jd) 80 J e 120 Je) 210J e 60 J
  14. 14. 179 RespostaW p v v Q WW 10 6 v 150 60W 60 J v 90 J Letra A
  15. 15. 180 Questão(UFPE) Um mol de um gás ideal, inicialmente àtemperatura de 300 K, é submetido ao processotermodinâmico A → B → C mostrado no diagrama Vversus T.
  16. 16. 180 Questão(Determine o trabalho realizado pelo gás, em calorias(considere R= 2,0 cal/mol. K)a) 1.200 calb) 1.300 calc) 1.400 cald) 1.500 cale) 1.600 cal
  17. 17. 180 RespostaPv n R T W p vP 0,1 1 2 300 W 6000 0,2P 6000 W 1200 cal Letra A
  18. 18. 181 Questão(Uepa) Um estudante verifica a ação do calor sobre umgás perfeito inserido em uma seringa devidro, aquecendo-a com uma vela e mantendo fechada asua saída (ver figura) Desprezando-se o atrito entre o embalo da seringa e o vidro, pode-se afirmar que, durante o aquecimento:
  19. 19. 181 Questãoa)O gás se tornará mais denso. Com isso, a pressão do ar atmosférico empurrará o êmbolo da seringa, comprimindo o gás.b)Se a pressão do gás se mantiver constante, a energia interna do sistema aumenta, fazendo com que o gás realize trabalho, deslocando o êmbolo da seringa.c) Se a pressão do gás se mantiver constante, o sistema gasoso recebe trabalho, diminuindo o volume interno da seringa.d) Se a energia interna do sistema aumenta, certamente o gás sofrerá uma transformação isométrica.e) Toda a energia recebida será integralmente utilizada paradeslocar o êmbolo, tratando-se, portanto, de umatransformação isobárica do gás.
  20. 20. 181 Questãod) Se a energia interna do sistema aumenta, certamente o gás sofrerá uma transformação isométrica.e) Toda a energia recebida será integralmente utilizada paradeslocar o êmbolo, tratando-se, portanto, de umatransformação isobárica do gás.
  21. 21. 181 Respostab) Se a pressão do gás se mantiver constante, a energia interna do sistema aumenta, fazendo com que o gás realize trabalho, deslocando o êmbolo da seringa.
  22. 22. 182 Questão(UFG-GO) Os gráficos abaixo mostram transformações aque foi submetido um gás ideal.
  23. 23. 182 QuestãoAnalisando esses gráficos é correto afirmar-se que: 01) no gráfico (a) observando-se trêstransformações: uma isovolumétrica, de A para B, umaisobárica, de B para C, e uma isotérmica, de C para D.
  24. 24. 182 Questão02) o gráfico (b) representa uma transformaçãoisobárica.
  25. 25. 182 Questão02) o gráfico (b) representa uma transformaçãoisobárica.04) a área destacada no gráfico (c) representa o trabalhorealizado pelo gás,para ir do estado A para o estado B.08) se o gráfico (d) representar uma transformaçãoisotérmica, a área destacada representará o calorrecebido pelo gás, na transformação de A para B.Dê como resposta a soma dos números que precedem asafirmativas corretas.
  26. 26. 182 Resposta01 02 04 08 15
  27. 27. 183 Questão(Olimpíada Brasileira de Física) Uma certa quantidade degás ideal está dentro de um recipiente que contém umpistão móvel, conforme a figura a seguir. Asparedes, inclusive do pistão, são adiabáticas, comexceção de uma delas, que permite a troca de calor comuma fonte.
  28. 28. 183 QuestãoFornecendo calor ao recipiente, podemos afirmar que:a)a temperatura do gás irá sempre aumentar.b) a temperatura do gás irá sempre diminuir.c) a temperatura do gás manter-se-á constante otrabalho realizado for nulo.d) a temperatura do gás diminuirá se o trabalhorealizado pelo gás for maior que o calor fornecido.e) a temperatura do gás diminuirá se o pistão se deslocarpara a esquerda
  29. 29. 183 Respostad) a temperatura do gás diminuirá se o trabalhorealizado pelo gás for maior que o calorfornecido.
  30. 30. 184 Questão(UFSCar-SP) Uma pequena quantidade de gás ideal émantida hermeticamente fechada dentro de um cilindrorígido dotado de um êmbolo. Puxando - se rapidamenteo êmbolo , verifica-se uma diminuição na temperaturado gás. Em relação à transformação sofrida por essegás, é verdadeiro afirmar que:
  31. 31. 184 Questãoa) O volume aumentou, num processo isobárico.b) A pressão diminui, num processo isotérmico.c) O volume aumentou, num processo isotérmico.d) O volume aumentou proporcionalmente mais do que a pressão diminuiu.e) A pressão diminui proporcionalmente mais do que a volume aumentou.
  32. 32. 184 Respostae) A pressão diminui proporcionalmente mais do que a volume aumentou.
  33. 33. 185 Questão(PUC-RS) Um cilindro de metal dotado de um êmbolomóvel, em cujo interior se encontra um gás em equilíbriotermodinâmico, é semelhante a uma bomba de encherpneus de bicicleta com a saída de ar bloqueado.Ao fazer-se uma força sobre o êmbolo, resultando nacompressão muito rápida do gás, o que caracteriza umatransformação adiabática?
  34. 34. 185 QuestãoI. Ocorre um aumento na temperatura do gás.II. O trabalho realizado pela força aumenta a energia interna do gás.III. O trabalho realizado pela força é igual ao calor liberado para o meio externo.Estão corretas apenas:a) Ib) IIc) IIId) I e IIe) I e III
  35. 35. 185 RespostaI. Ocorre um aumento na temperatura do gás.II. O trabalho realizado pela força aumenta a energia interna do gás.III. O trabalho realizado pela força é igual ao calor liberado para o meio externo.a) Ib) IIc) IIId) I e IIe) I e III
  36. 36. 186 Questão(UFRN) José brincava com uma bomba manual de encherbola de futebol. Mantendo o orifício de saí- da de artampado com seu dedo, ele comprimiu rapidamente oêmbolo da bomba e observou que o ar dentro da bombaera aquecido. A explicação para esse fenômeno é:
  37. 37. 186 Questãoa) Devido à rapidez da compressão, não há tempo paratroca de calor entre o ar dentro da bomba e o meioexterno; assim o trabalho realizado sobre o ar dentro dabomba aumenta a sua energia interna.b) A rapidez da compressão favorece a troca de calorentre o ar dentro da bomba e o meio externo; assim otrabalho realizado sobre o ar dentro da bomba diminui asua energia interna.c) Em qualquer compressão de um gás, a temperaturado gás sempre aumenta.d) Em qualquer transformação isovolumétrica, otrabalho realizado pelo gás é nulo.
  38. 38. 186 Respostaa) Devido à rapidez da compressão, não há tempo para troca de calor entre o ar dentro da bomba e o meio externo; assim o trabalho realizado sobre o ar dentro da bomba aumenta a sua energia interna.
  39. 39. 187 Questão(Unifesp 2007) A figura representa uma amostra de umgás, suposto ideal, contida dentro de um cilindro. Asparedes laterais e o êmbolo são adiabáticos; a base édiatérmica e está apoiada em uma fonte de calor.
  40. 40. 187 QuestãoConsidere duas situações:I. o êmbolo pode mover-se livremente, permitindo que ogás se expanda à pressão constante;II. o êmbolo é fixo, mantendo o gás a volume constante.Suponha que nas duas situações a mesma quantidade decalor é fornecida a esse gás, por meio dessa fonte. Pode-se afirmar que a temperatura desse gás vai aumentara) igualmente em ambas as situações.b) mais em I do que em II.c) mais em II do que em I.d) em I, mas se mantém constante em II.e) em II, mas se mantém constante em I.
  41. 41. 187 Respostaa) igualmente em ambas as situações.b) mais em I do que em II.c) mais em II do que em I.d) em I, mas se mantém constante em II.e) em II, mas se mantém constante em I.
  42. 42. 188 Questão(Vunesp) Dois gases idênticos são submetidos aprocessos reversíveis diferentes , como mostra o gráfico.O gás 1 segue os processos indicados pela linha cheia dográfico, e o gás 2 , pela linha tracejada. Ambos partem p0do ponto (p0 V0) e terminam no ponto (AAAAAAA) no , 2V0diagrama p versus V. 2
  43. 43. 188 Resposta
  44. 44. 188 QuestãoÉ incorreto afirmar que:a) 1 recebeu mais calor que 2.b) 2 realizou menos trabalho que 1.c) A energia interna no ponto inicial é a mesma pra 2.d) A energia interna de 1 é maior que a energia interna de 2 2 ponto final.e) 2 cedeu calor no primeiro trecho.
  45. 45. 188 RespostaÉ incorreto afirmar que:a) 1 recebeu mais calor que 2.b) 2 realizou menos trabalho que 1.c) A energia interna no ponto inicial é a mesma pra 2.d) A energia interna de 1 é maior que a energia interna de 2 no ponto final.e) 2 cedeu calor no primeiro trecho.
  46. 46. 189 Questão(PUC-RS) Responder a essa questão analisando asafirmações com base no gráfico a seguir, o qualrepresenta a pressão de um gás , que segue a equaçãode estado do gás ideal, em função do seu volume. Nográfico , os pontos i e f indicam, respectivamente, oestado inicial e final do gás , e as curvas representadassão as isotérmicas correspondentes às temperaturas Ti eTf desses estados .
  47. 47. 189 Questão Os seguintes processos são descritos no gráficos: • Processo 1– Uma transformação isobárica seguida de uma transformação isovolumétrica. • Processo 2 – Uma transformação isovolumétrica seguida de uma transformação isotérmica.
  48. 48. 189 QuestãoI. Comparando o trabalho W realizado pelo gás em cada processo, verifica-se que W1 > W2.II. Comparando a troca de calor Q com o gás em cada processo, verifica-se que Q1 <Q2 . UIII. Comparando a variação da energia interna AA do gás em cada processo verifica-se que AAAAAAAAA. U1 U2 Analisando as afirmativas, pode-se concluir que está(ão) correta(s). a) Somente II d) somente I e III. b) Somente III. e) I , II e III. c) Comente I e II.
  49. 49. 189 RespostaAnalisando as afirmativas, pode-se concluir que está(ão)correta(s).a) Somente II I – Certa II- Erradab) Somente III. III - Centroc) Comente I e II.d) somente I e III.e) I , II e III.
  50. 50. 190 Questão(UFBA) Uma certa massa de gás ideal sofre atransformação cíclica reversível ABCA , conforme odiagrama de pressão versus volume apresentado abaixo:
  51. 51. 190 QuestãoNessas condições, é correto afirmar:1) Ao passar do estado A para o estado B, há um acréscimo na temperatura do gás.2) Ao passar do estado B para o estado C, a temperatura da massa gasosa se mantém constante.4) Ao passar do estado C para o estado A, a variação da energia interna do gás é igual a zero.8) No ciclo a quantidade de calor trocada com o meio externo vale 2 . 106 J.
  52. 52. 190 Questão16) O trabalho realizado na expansão BC vale 2 . 107 J .32) Na etapa AB há uma equivalência entre a variação da energia interna do gás e a quantidade de calor trocada com o meio externo.Dê como resposta a soma dos números que precedem as afirmativas corretas.
  53. 53. 190 Resposta PA PB01) TA TB CorretaPA PBTA TB02 ) Errada04) Errada
  54. 54. 190 Resposta08) W Área Q W 5 20 2 10 Q 6 2 10 J W 2 6 4 10 J W 2 Correto 6 W 2 10
  55. 55. 190 Resposta W ÁREA (6 106 4 106 ) W Errada 2 W 10 106 10 8 W 1032) CorretoSoma 01 08 32 41
  56. 56. 192 Questão(UCS-RS)Certa máquina térmica executa o ciclo dafigura, efetuando 20 revoluções por segundo. A potênciada máquina, em quilowatts, é igual a: A potência da máquina, em quilowatts, é igual a: a) 100 b) 10 c) 1,0 d) 0,5 e) 0,20
  57. 57. 192 RespostaW ÁREA 2 (3 10 2 10 2 ) 2 104W 2W 5 102 JP 500 20 Letra BP 10000P 10 KW
  58. 58. 193 Questão(Ufscar) ”Inglaterra, século XVIII. Hargreaves patenteiasua máquina de fiar; Arkwright inventa a fiandeirahidráulica; James Watt introduz aimportantíssima máquina a vapor. Temposmodernos!”(C. Alencar, L. C. Ramalho e M. V.T. Ribeiro, História da Sociedade Brasileira.)As máquinas a vapor, sendo máquinas térmicasreais, operam em ciclos de acordo com a segunda lei daTermodinâmica. Sobre estas máquinas, considere as trêsafirmações seguintes.
  59. 59. 193 QuestãoI. Quando em funcionamento, rejeitam para a fontefria parte do calor retirado da fonte quente.II. No decorrer de um ciclo, a energia interna do vapor deágua se mantém constante.III. Transformam em trabalho todo calor recebido dafonte quente.É correto o contido apenas ema) Ib) I e IIc) IId) II e IIIe) II
  60. 60. 193 RespostaÉ correto o contido apenas ema) Ib) I e IIc) IId) II e IIIe) II
  61. 61. 194 Questão (UEPB) O refrigerador é uma máquina térmica que retiracalor dos corpos colocando em seu interior e rejeitacalor para o meio ambiente, que está a uma temperaturamais elevada que a do seu interior. Norefrigerador, entretanto, a transferência de calor não éespontânea: é Oposta à “ordem natural” e, de acordocom a Segunda Lei de Termodinâmica, é um processoque só se pode efetivar com fornecimento externo deenergia. Como está esquematizado na figura abaixo, orefrigerador consta de quatro componentes: 1-compressor; 2- condensador ou radiador; 3- válvula(tubo capilar); 4- congelador.
  62. 62. 194 QuestãoTendo como base as informações dadas, analise nasproposições a seguir, os processos que ocorrem em cadaum dos componentes da geladeira, com suas respectivastransformações gasosas, como se observa no diagrama
  63. 63. 194 Resposta
  64. 64. 194 Questãop x v apresentado, que representa as variações depressão e volume para o ciclo da substância de operaçãona geladeira.1- No compressor, devido à rapidez com que ocorre acompressão, esta pode ser considerada adiabática. Atemperatura e a pressão se elevam. Como não há trocasde calor (Q=0), o trabalho realizado com o compressor éequivalente à variação da energia interna da substância(2 → 3).
  65. 65. 194 QuestãoII. O condensador ou radiador é a serpentina na qual ovapor se liquefaz, trocando calor com ambiente.Inicialmente ocorre um aumento de temperatura àpressão constante (3 →4) seguida de uma diminuição dovolume da substância em condensação, à pressão etemperatura constantes ( 4 → 5).III. A válvula é um tubo capilar que diminui a pressão dasubstância. Esta descompressão ocorre com muitarapidez não permitindo a troca de calor com ambiente, logo se constitui numa transformação adiabática (5 →1).
  66. 66. 194 QuestãoIV. No congelador, a substância operante troca calor cominterior da geladeira , a pressão constante e diminuiçãode temperatura , expandindo-se à medida que sevaloriza (calor latente de vaporação) (1 → 2).A partir da análise feita, assinale a alternativa correta.a) Todas as proposições são verdadeiras.b) Apenas as proposições III e IV são verdadeiras.c) Apenas as proposições I e III são verdadeiras.d) Apenas as proposições II e III são verdadeiras.e) Apenas as proposições II e IV são verdadeiras.
  67. 67. 194 Respostaa) Todas as proposições são verdadeiras.b) Apenas as proposições III e IV são verdadeiras.c) Apenas as proposições I e III são verdadeiras.d) Apenas as proposições II e III são verdadeiras.e) Apenas as proposições II e IV são verdadeiras.
  68. 68. 195 Questão(UFBA)A figura a seguir representa o ciclo deCarnot, para um gás ideal.
  69. 69. 195 Questão(01) Na compressão adiabática, a energia interna do gásdiminui.(02) Na expansão isotérmica, o gás recebe calor de umadas fontes.(04) Na expansão adiabática, a temperatura do gásdiminui.(08) Na compressão isotérmica, a energia interna do gásdiminui.(16) Na transformação cíclica, o gás atinge o equilíbriotérmico com a fonte quente, antes de reiniciar novociclo.Soma ( )
  70. 70. 195 Resposta02 + 04 + 16 = 22
  71. 71. 196 Questão (UEL-PR) Uma das grandes contribuições para a ciênciado século XIX foi a introdução, por Sadi Carnot, em1824, de uma lei para o rendimento das máquinastérmicas, que veio a se transformar na lei queconhecemos hoje como Segunda Lei da Termodinâmica.Na sua versão original, a afirmação de Carnot era: “Todas as máquinas térmicas reversíveisideais, operando entre duas temperaturas, uma maior eoutra menor, têm a mesma eficiência, e nenhumamáquina operando entre essas temperaturas pode tereficiência maior do que uma máquina térmica reversívelideal.
  72. 72. 196 QuestãoCom base no texto e nos conhecimentos sobre o tema, écorreto afirmar:a) A afirmação, como formulada originalmente, valesomente para máquinas a vapor, que eram as únicas queexistiam na época de Carnot.b) A afirmação de Carnot introduziu a idéia de Ciclode Carnot, que é o ciclo em que operam, aindahoje, nossas máquinas térmicas.
  73. 73. 196 Questãoc) A afirmação de Carnot sobre máquinas térmicas podeser encarada como uma outra maneira de dizer que hálimites para a possibilidade de aprimoramentotécnico, sendo impossível obter uma máquina comrendimento maior do que a de uma máquina térmicaideal.d) A afirmação de Carnot introduziu a idéia de Ciclo deCarnot, que veio a ser o ciclo em que operam, aindahoje, nossos motores elétricos.
  74. 74. 196 Questãoe) Carnot viveu em uma época em que o progressotécnico era muito lento, e sua afirmação é hojedesprovida de sentido, pois o progresso técnico éilimitado
  75. 75. 196 Respostac) A afirmação de Carnot sobre máquinas térmicas podeser encarada como uma outra maneira de dizer que hálimites para a possibilidade de aprimoramentotécnico, sendo impossível obter uma máquina comrendimento maior do que a de uma máquina térmicaideal.
  76. 76. 197 Questão(IME-RJ) Considere uma máquina térmica operando emum ciclo termodinâmico.Essa máquina recebe 300 J de uma fonte quente cujatemperatura é de 400 K e produz um trabalho de 150 J .Ao mesmo tempo , rejeita 150 J para uma fonte fria quese encontra a 300 K. A análise termodinâmica damáquina térmica descrita revela que o ciclo proposto éum(a):
  77. 77. 197 Questãoa) Máquina frigorífica na qual tanto a Primeira Lei quanto a Segunda Lei 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 termodinâmica são atendidas.d) Motor térmico no qual Primeira lei é violada , mas a Segunda Lei é atendidas.e) Motor térmico no qual Primeira lei é atendida , mas a Segunda Lei é violada.
  78. 78. 197 Resposta 0,5 ou 50% 300ideal 1 400ideal 1 0,75ideal 0,25 ou 25% e) Motor térmico no qual Primeira lei é atendida , mas a Segunda Lei é violada.
  79. 79. 198 Questão(UFMT) Um cientista afirma ter construído uma máquinatérmica que trabalha entre as temperaturas t2 = 400 K eT1 = 600 K e que produz trabalho a uma taxa de 200W .Aquantidade de calor fornecida pela fonte quente àmáquina a cada ciclo é Q1 = 100 J e sua frequência detrabalho é 4 ciclos por segundo. Considere que orendimento de uma máquina térmica é dado por yaaaaaa, sendo y o trabalho produzido pela máquina no Q1 ciclo, e que o rendimento máximo de umamáquina térmica dado por c 1 T2 ocorre quando a T1
  80. 80. 198 Questãomáquina opera seguindo um ciclo de Carnot. Levandoem conta as informações dadas, pode-se concluir que:a) Esse efeito não poderia ter ocorrido, pois contraria a segunda lei da termodinâmica.b) Esse efeito não poderia ter ocorrido, pois contraria a primeira e a segunda leis da termodinâmica.c) Esse efeito não poderia ter ocorrido, pois contraria a primeira lei da termodinâmica.d) Essa máquina térmica poderia funcionar , pois não contraria as leis da termodinâmica.
  81. 81. 198 Questãod) Essa máquina térmica poderia funcionar , pois não contraria as leis da termodinâmica.e) Essa máquina térmica poderia funcionar , pois não contraria o princípio de conservação de energia.
  82. 82. 198 Resposta P 200 W em 1s W 200 J 400 Q 100 J por ciclo c 1 600 4 ciclos Q 400J c 1 0,67 200 0,33 ou 33% 400 0,5 ou 50%a) Esse efeito não poderia ter ocorrido, pois contraria a segunda lei da termodinâmica.
  83. 83. 199 Questão(PUC-MG) Um escritório de patentes recebe um pedidode um inventor que deseja registrar uma máquinatérmica que opera entre duas fontes de calor comtemperaturas de 227°C e 177°C. Segundo o inventor, amáquina retira 4,0 x 105 J de calor da fonte quente erealiza um trabalho útil 5,0 x 104 J em cada ciclo defuncionamento. Nessas condições, é CORRETO afirmarque:
  84. 84. 199 Questãoa) O pedido do inventor não pode ser aceito, pois amáquina, trabalhando entre essas temperaturas, nãopode ter rendimento superior a 10%.b) O rendimento dessa máquina é superado por umamáquina de Carnot que opere entre essas fontes.c) O rendimento dessa máquina é igual ao de umamáquina de Carnot que opere entre essas duas fontestérmicas.d) A única forma de se melhorar o rendimento damáquina é que o inventor utilize combustível de melhorqualidade
  85. 85. 199 Resposta 450 1T1 227 C 500 K 500T2 177 C 450 K 1 0,9 0,1 ou 10% a) O pedido do inventor não pode ser aceito, pois a máquina, trabalhando entre essas temperaturas, não pode ter rendimento superior a 10%.
  86. 86. 200 Questão(UFC-CE) A eficiência de uma máquina de Carnot queopera entre a fonte de temperatura alta (T1) e a fonte detemperatura baixa (T2) é dada pela expressão η = 1 -(T2/T1), em que T1 e T2 são medidas na escala absolutaou de Kelvin. Suponha que você dispõe de uma máquinadessas com uma eficiência η = 30%. Se você dobrar ovalor da temperatura da fonte quente, a eficiência damáquina passará a ser igual a: a) 40% c) 50% e) 65% b) 45% d) 60%
  87. 87. 200 RespostaT 200 se dobrar T1 T2 T2 1 0,35 T1 2T1 T2 1 0,350,3 1 0,65 ou b65% T1T2 0,7 Letra ET1
  88. 88. 201 Questão(UFRN) As máquinas térmicas transformaram a energiainterna de um combustível em energia mecânica. Deacordo com a 2ª lei de Termodinâmica, não é possívelconstruir uma máquina térmica que transforme todaenergia interna do combustível em um trabalho , isto é, uma máquina de rendimento igual a 1 ou equivalente a100%.O cientista francês Sadi Carnot (1796 – 1832) provou que orendimento máximo obtido por uma máquina térmicaoperando entre as temperaturas T1 (fonte quente) e t2(fonte fria)é dado por T2 1 AAA. T1
  89. 89. 201 QuestãoCom base nessas informações, é correto afirmar que orendimento da máquina térmica não pode ser igual 1porque, para isso, ela deveria operar:a) Entre duas fontes à mesma temperatura, T1 = T2 no zero absoluto.b) Entre uma fonte quente a uma temperatura, T1, e uma fonte fria à temperatura T2 = 0°C.c) Entre duas fontes à mesma temperatura, T2 = T2, diferente do zero absolutod) Entre duas fontes quentes a uma temperatura, T1, e uma fonte fria à temperatura T2 = 0K. .
  90. 90. 201 Respostaa) Entre duas fontes à mesma temperatura, T1 = T2 no zero absoluto.b) Entre uma fonte quente a uma temperatura, T1, e uma fonte fria à temperatura T2 = 0°C.c) Entre duas fontes à mesma temperatura, T2 = T2, diferente do zero absolutod) Entre uma fonte quente a uma temperatura, T1, e uma fonte fria à temperatura T2 = 0 K.
  91. 91. 202 Questão (UFV-MG) De acordo com a segunda lei determodinâmica, a entropia do Universo:a) Não pode ser criada nem destruída.b) Acabará transformada em energia.c) Tende a aumentar com tempo.d) Tende a diminuir com tempo.e) Permanece sempre constante.
  92. 92. 202 Respostaa) Não pode ser criada nem destruída.b) Acabará transformada em energia.c) Tende a aumentar com tempo.d) Tende a diminuir com tempo.e) Permanece sempre constante.
  93. 93. 203 QuestãoCom base nos conhecimentos sobre Termodinâmica, écorreto afirmar:01) Quando um gás ideal é comprimido rapidamente, aenergia interna do gás aumenta.02) O ciclo de Carnot é composto por transformaçõesisométricas e isobáricas.04) O rendimento de uma máquina térmica dependeexclusivamente da temperatura da fonte quente.
  94. 94. 203 Questão08) No refrigerador o gás refrigerante remove o calor dafonte fria, evaporando-se, e transfere calor à fontequente, condensando-se.16) Admitindo-se o Universo como sistema físicoisolado, a entropia do Universo sempre aumenta.Dê soma das respostas correta.
  95. 95. 203 Respostaa) a energia interna do gás permanecerá a mesma após a quebra da lâmpada.b) a entropia do gás aumentará após a quebra da lâmpada.c) a temperatura do gás permanecerá a mesma após aquebra da lâmpada.d) a pressão do gás diminuirá após a quebra da lâmpada.e) após a quebra da lâmpada, o gás realizará um trabalhopositivo para se expandir e ocupar o volume ondeanteriormente havia vácuo.
  96. 96. 203 RespostaO1 + 08 + 16 = 25
  97. 97. 204 Questão(Olimpíada Brasileira de Física) Uma lâmpada é embaladanuma caixa fechada e isolada termicamente. Considereque no interior da lâmpada há vácuo e que o ar dentro dacaixa seja um gás ideal. Em certo instante, a lâmpada sequebra. Se desprezarmos o volume e a massa doscomponentes da lâmpada (vidro, suporte, filamento, ...) ea variação de energia associada à sua quebra, é incorretoafirmar que :
  98. 98. 204 Questãoa) a energia interna do gás permanecerá a mesma após aquebra da lâmpada.b) a entropia do gás aumentará após a quebra dalâmpada.c) a temperatura do gás permanecerá a mesma após aquebra da lâmpada.d) a pressão do gás diminuirá após a quebra da lâmpada.e) após a quebra da lâmpada, o gás realizará um trabalhopositivo para se expandir e ocupar o volume ondeanteriormente havia vácuo.
  99. 99. 204 Respostaa) a energia interna do gás permanecerá a mesma após a quebra da lâmpada.b) a entropia do gás aumentará após a quebra da lâmpada.c) a temperatura do gás permanecerá a mesma após aquebra da lâmpada.d) a pressão do gás diminuirá após a quebra da lâmpada.e) após a quebra da lâmpada, o gás realizará um trabalhopositivo para se expandir e ocupar o volume ondeanteriormente havia vácuo.
  100. 100. 205 Questão(Ufscar- SP) Maxwell, notável físico escocês da segundametade do século XIX, inconformado com a possibilidadeda morte térmica do Universo, conseqüência inevitávelda Segunda Lei da Termodinâmica, criou o "demônio deMaxwell", um ser hipotético capaz de violar essa lei. Essafictícia criatura poderia selecionar as moléculas de umgás que transitassem entre dois compartimentoscontrolando a abertura que os divide, como ilustra afigura.
  101. 101. 205 Questão
  102. 102. 205 QuestãoPor causa dessa manipulação diabólica, as moléculasmais velozes passariam para umcompartimento, enquanto as mais lentas passariampara o outro. Se isso fosse possível:a) esse sistema nunca entraria em equilíbrio térmico.b) esse sistema estaria em equilíbrio térmico permanente.c) o princípio da conservação da energia seria violado.d) não haveria troca de calor entre os dois compartimentos.e) haveria troca de calor, mas não haveria troca de energia.
  103. 103. 205 Respostaa) esse sistema nunca entraria em equilíbrio térmico.b) esse sistema estaria em equilíbrio térmico permanente.c) o princípio da conservação da energia seria violado.d) não haveria troca de calor entre os dois compartimentos.e) haveria troca de calor, mas não haveria troca de energia.

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