EDUCACIONAL

GASES PERFEITOS

01. (MACK) Certa massa de gás ideal sofre umatransformação na qual sua energia interna não varia. Essatransformação é:

a) isotérmica b)isobáricac) isométrica d)adiabáticae) inexistente

02. (UF-RN) A temperatura de uma certa quantidade de gásideal, à pressão de 1,0 atm, cai de 400 K para 320 K. Se ovolume permaneceu constante, a nova pressão é de:

a) 0,8 atm b) 0,9 atmc) 1,0 atm d) 1,2 atme) 1,5 atm

03. (UEL-PR) A pressão de um gás perfeito, mantido numrecipiente de volume constante a 27oC, é P. Se a temperaturafor elevada a 127oC, a pressão será:

a)27

127. P b)

3

4. P c) P

d)4

3. P e)

127

27. P

04. (FUVEST) Um mol de um gás ideal sofre uma transformaçãoisotérmica reversível A → B, mostrada na figura.

constante dos gases ideais:R = 0,082 atm . L/mol . K.

a) Determine o volume VB.b) Sabendo que o gás efetuou um trabalho igual a 5,7 J,

qual a quantidade de calor que ele recebeu?

Física

FISSEM2202-R

Termodinâmica

1

p (atm)

A2

1 B

1 VBV(L)

Resolução:

Pela teoria → Alternativa A

Resolução:

1 2 2

1 2

p p 1 p

T T 400 320= ⇒ =

⇒ P2 = 0,8 atm

Alternativa A

Resolução:

1 2

1 2

P P

T T=

2P P

300 400= ⇒ 2

4PP =

3

Alternativa D

Resolução:

a) PAVA = PBVB

2 . 1 = 1 . VB ⇒ VB = 2L

b) isotérmica → ∆µ = 0 ⇒ Q = τ

∴∴∴∴∴ Q = 5,7 J

2 FÍSICA TERMODINÂMICA

FISSEM2202-R

05. (FUVEST) Um mol de um gás ideal dobra o seu volumenum processo de aquecimento isobárico. Calcule:

Constante Universal dos gases: R = 8,3 J/mol.K

a) o trabalho mecânico realizado pelo gásb) a variação da energia interna do gás nesse processo

06. (ITA) Uma molécula-grama de gás ideal sofre uma série detransformações e passa sucessivamente pelos estadosA→B→C→D, conforme o diagrama pV abaixo, ondeTA = 300 K. Pode-se afirmar que a temperatura em cadaestado, o trabalho líquido realizado no ciclo e variação daenergia interna no ciclo são respectivamente:

TA(K) TB(K) TC(K) TD(K) ∆τ(atm . L) ∆U(J)

a) 300 900 450 150 20,0 0b) 300 900 450 150 20,0 40c) 300 450 900 150 20,0 0d) 300 900 450 150 60,0 40e) nda

07. Calcule aproximadamente o rendimento máximo teórico deuma máquina a vapor cujo fluido entra a 400ºC e abandonao cilindro a 105ºC.

08. (EMC-RJ) O rendimento de uma certa máquina térmica deCarnot é de 25% e a fonte fria é a própria atmosfera a 27oC.Calcule a temperatura da fonte quente.

p (N/m2)

5 . 106

0 5 . 10–3 10–2V (m3)

p (atm)

2,01,0

A B

D C

10,0 30,0V (L)

Resolução:

a) τ Ν= área = (10–2 – 5 x 10–3) . 5 x 106 = 2,5 x 104 J

b) pV = nRT ⇒ T = pV

nR

T1 = 6 35 10 . 5 10

1 . 8,3

−x x

≅ 3012 K

T2 = 6 25 10 . 10

1 . 8,3

−x

≅ 6024 K

∆µ = 3/2 n R ∆T = 3/2 . 1 . 8,3 (T2 – T1) = 3,75 x 104 J

Resolução:

A A B B C C D D

A B C D

p V p V p V p V

T T T T= = =

B C D

2 .10 2 . 30 1 . 30 1 .10

300 T T T= = = ⇒

TB = 900 K

TC = 450 K

TD = 150 K

∆τ N= área = 20 . 1 = 20 atm . L

ciclo → ∆∆∆∆∆U = 0

Alternativa A

Resolução:

η = 1 – F

Q

T 3781

T 673= − = 0,44 = 44%

Resolução:

η = 1 – F

Q

T

T⇒ 0,25 = 1 –

Q

300

T⇒ TQ = 400 K = 127 ºC

EDUCACIONAL3TERMODINÂMICA FÍSICA

FISSEM2202-R

09. (UR-RN) Um sistema termodinâmico realiza um trabalhode 30 kcal quando recebe 20 kcal de calor. Nesse processo,a variação de energia interna desse sistema é:

a) – 10kcalb) zeroc) 10 kcald) 20 kcale) 35 kcal

10. (UNESP) Dois gases ideais, denominados G1 e G2,

ocupam volumes idênticos. Porém p1 = 2p2 e T2 = 3

5 T1

(p e T são, respectivamente, pressão e temperaturaabsoluta). Se o número de mols de G1 é 12, qual será onúmero de mols de G2?

a) 10b) 6c) 14,4d) 7,2e) 12

11. (ITA) Um recipiente de volume ajustável contém n molsde um gás ideal. Inicialmente o gás está no estado A,ocupando o volume V à pressão p. Em seguida, o gás ésubmetido à transformação indicada na figura. Calcular ocalor absorvido pelo gás na transformação cíclica ABCA.

a) Q = 0

b) Q = npV/2

c) Q = – npV/2

d) Q = pV/2

e) Q = – pV/2

12. (UNISA) Certa máquina ideal funciona realizando o ciclo deCarnot. Em cada ciclo o trabalho útil fornecido pela máquinaé 1 500 joules. Sendo as temperaturas das fontes térmicas227oC e 127oC, o rendimento da referida máquina é de:

a) 44%b) 56%

c) 80%

d) 10%e) 20%

C

B

2VV

Ap

p

V

2p

Resolução:

∆µ = Q – τ = 20 – 30 = – 10 kcal

Alternativa A

Resolução:

n1 = 1

1

p V

R . T= 12

n2 = 2 1 1

2 1 1

p V p 2 . V 5p V

R . T R . 3 5 T 6RT= =

2 12

1

n 5 5n 5 .12n

n 6 6 6= ⇒ = = = 10 mols

Alternativa A

Resolução:

∆µ = 0 ⇒ Q = τ Ν= área

Q = (2V V) . (2p p)

2

− − − = pV2

−

Alternativa E

Resolução:

η = 1 – F

Q

T 4001

T 500= − = 0,20 = 20%

Alternativa E

4 FÍSICA TERMODINÂMICA

FISSEM2202-R

13. (FMU) Uma máquina térmica recebe da fonte quente100 cal e transfere para a fonte fria 70 cal. O rendimentodessa máquina será:

a) 15%b) 20%c) 30%d) 40%e) 50%

14. (Santa Casa) Uma máquina térmica executa um ciclo entreas temperaturas 500 K (fonte quente) e 400 K (fonte fria).O máximo rendimento que essa máquina poderá ter será:

a) 10%b) 20%c) 25%d) 30%e) 80%

15. (PUC-RJ)Uma máquina de Carnot é operada entre duasfontes, cujas temperaturas são, respectivamente, 100oC e0oC. Admitindo-se que a máquina receba da fonte quenteuma quantidade de calor igual a 1000 cal por ciclo, pede-se:

1 cal = 4,2∆U ciclo = 0

a) o rendimento térmico da máquinab) o trabalho realizado pela máquina em cada ciclo

(expresso em J)c) a quantidade de calor rejeitada para a fonte fria

Resolução:

η = 100 70 30

100 100

− = = 30%

Alternativa C

Resolução:

η = 1 – F

Q

T 4001

T 500= − = 0,20 = 20%

Alternativa B

Resolução:

a) η = 1 – F

Q

T 2731

T 373= − = 0,27 = 27%

b) ∆µ = 0 ⇒ Q = τ = 1000 cal . 0,27 = 270 cal = 1134 J

c) 1000 cal – 270 cal = 730 cal