Termodinmica

Termodinmica

1. (Ita 2003)

A figura mostra um recipiente, com mbolo, contendo um volume inicial V de gs ideal, inicialmente sob uma presso Pi igual presso atmosfrica, P(at). Uma mola no deformada fixada no mbolo e num anteparo fixo. Em seguida, de algum modo fornecida ao gs uma certa quantidade de calor Q. Sabendo que a energia interna do gs U = (3/2) PV, a constante da mola k e a rea da seo transversal do recipiente A, determine a variao do comprimento da mola em funo dos parmetros intervenientes. Despreze os atritos e considere o mbolo sem massa, bem como sendo adiabticas as paredes que confinam o gs.2. (Ufg 2000) Um recipiente, em contato com uma fonte trmica, contm um gs ideal, confinado em seu interior devido presena de um mbolo que pode deslizar sem atrito, como mostra a figura a seguir.Calcule a quantidade de calor fornecida pela fonte, em um segundo, para que a temperatura do gs no se altere. Considere g=10m/s2 e que mbolo, de massa igual a 2kg, movimenta-se verticalmente para cima, com velocidade constante e igual a 0,4m/s.3. (Ufpe 2004) Uma caixa cbica metlica e hermeticamente fechada, de 4,0 cm de aresta, contm gs ideal temperatura de 300 K e presso de 1 atm. Qual a variao da fora que atua em uma das paredes da caixa, em N, aps o sistema ser aquecido para 330 K e estar em equilbrio trmico? Despreze a dilatao trmica do metal.4. (Ufscar 2001) A figura representa um gs ideal contido num cilindro C fechado por um mbolo E de rea S=1,0.104 m2 e massa m=1,0kg. O gs absorve uma determinada quantidade de calor Q e, em conseqncia, o mbolo sobe 5,0.102 m, livremente e sem vazamento. A presso atmosfrica local 1,0.105Pa.

a) Calcule os trabalhos realizados pelo gs contra a presso atmosfrica, Wa, e contra a gravidade, para erguer o mbolo, Wg.(Adote g = 10 m/s2.)b) Qual a quantidade mnima de calor que o gs deve ter absorvido nessa transformao? Que lei fsica fundamenta sua resposta? Justifique.5. (Ufpe 2004) Um cilindro de 20 cm2 de seo reta contm um gs ideal comprimido em seu interior por um pisto mvel, de massa desprezvel e sem atrito. O pisto repousa a uma altura ho = 1,0 m. A base do cilindro est em contato com um forno, de forma que a temperatura do gs permanece constante. Bolinhas de chumbo so lentamente depositadas sobre o pisto at que o mesmo atinja a altura h = 80 cm. Determine a massa de chumbo, em kg, que foi depositado sobre o pisto. Considere a presso atmosfrica igual a 1 atm.

6. (Unesp 2005) Um pisto com mbolo mvel contm 2 mols de O e recebe 581J de calor. O gs sofre uma expanso isobrica na qual seu volume aumentou de 1,66 L, a uma presso constante de 105 N/m2. Considerando que nessas condies o gs se comporta como gs ideal, utilize R = 8,3 J/mol.K e calculea) a variao de energia interna do gs.b) a variao de temperatura do gs.7. (Ita 2004) Uma mquina trmica opera com um mol de um gs monoatmico ideal. O gs realiza o ciclo ABCA, representado no plano PV, conforme mostra a figura.

Considerando que a transformao BC adiabtica, calcule:a) a eficincia da mquina;b) a variao da entropia na transformao BC.8. (Uerj 2006) O auditrio do transatlntico, com 50 m de comprimento, 20 m de largura e 5 m de altura, possui um sistema de refrigerao que retira, em cada ciclo, 2,0 104 J de calor do ambiente. Esse ciclo est representado no diagrama a seguir, no qual P indica a presso e V, o volume do gs empregado na refrigerao.

Calcule:a) a variao da energia interna do gs em cada ciclo;b) o tempo necessrio para diminuir em 3C a temperatura do ambiente, se a cada 6 segundos o sistema reduz em 1C a temperatura de 25 kg de ar.9. (Ufc 2006) Um gs ideal sofre as transformaes mostradas no diagrama da figura a seguir.

Determine o trabalho total realizado durante os quatro processos termodinmicos 10. (Uff 2004) Um mol de um gs ideal levado do estado A para o estado B, de acordo com o processo representado no diagrama - presso versus volume - conforme figura a seguir:

a) determine a razo TA/TB entre as temperaturas do gs, nos estados A e B.Considere W como sendo o trabalho realizado pelo gs, sua variao de energia interna e Q a quantidade de calor absorvida pelo gs, ao passar do estado A para o estado B, seguindo o processo representado no diagrama.Dados PA e VA, calcule:b) Wc) d) Q11. (Ufg 2005) Uma mquina trmica contendo um gs monoatmico, que obedece lei dos gases ideais, realiza o ciclo representado no diagrama a seguir.Dados:Calor molar a volume constante = 3R/2Calor molar a presso constante = 5R/2

a) o calor recebido ou cedido em cada processo;b) o trabalho no processo CA.12. (Ufpe 2004) Um mol de um gs ideal passa por transformaes termodinmicas indo do estado A para o estado B e, em seguida, o gs levado ao estado C, pertencente mesma isoterma de A. Calcule a variao da energia interna do gs, em joules, ocorrida quando o gs passa pela transformao completa ABC.

13. (Ufpe 2006) No ciclo mostrado no diagrama pV da figura a seguir, a transformao AB isobrica, a BC isovolumtrica e a CA isotrmica. Qual a quantidade total de calor absorvido pelo gs nas transformaes AB e BC, em joules. Considere que o gs ideal.14. (Ufpe 2006) No ciclo mostrado no diagrama pV da figura a seguir, a transformao AB isobrica, BC isovolumtrica e CA adiabtica. Sabe-se que o trabalho realizado sobre o gs na compresso adiabtica igual a WCA = -150 J. Determine a quantidade de calor total Q(tot) absorvido pelo gs durante um ciclo, em joules.

15. (Ufrrj 2005) Faz-se um sistema passar de um certo estado A para um outro estado B por meio de dois processos distintos, I e II, conforme mostra o grfico "presso x volume".

Em qual dos dois processos houve maior absoro de calor? Justifique.TEXTO PARA A PRXIMA QUESTO(Ufpb 2006) Sempre que necessrio, considere dados os seguintes valores:Acelerao da gravidade: g = 10 m/s2.16. Um gs ideal submetido a trs transformaes consecutivas, em que A - B isobrica, B - C isotrmica e C - A adiabtica, como mostra o diagrama p - V a seguir.

Em relao a essas transformaes, identifique com V a(s) afirmativa(s) verdadeira(s) e com F, a(s) falsa(s).( ) Em A - B, a energia interna do gs diminui.( ) Em B - C, o gs recebe calor.( ) Em C - A, no h variao da energia interna do gs.A seqncia correta :a) VVFb) VFVc) FVFd) VVVe) FFF17. (Enem 2003) No Brasil, o sistema de transporte depende do uso de combustveis fsseis e de biomassa, cuja energia convertida em movimento de veculos. Para esses combustveis, a transformao de energia qumica em energia mecnica acontecea) na combusto, que gera gases quentes para mover os pistes no motor.b) nos eixos, que transferem torque s rodas e impulsionam o veculo.c) na ignio, quando a energia eltrica convertida em trabalho.d) na exausto, quando gases quentes so expelidos para trs.e) na carburao, com a difuso do combustvel no ar.18. (Ufmg 2004) Um cilindro fechado por um mbolo que pode se mover livremente. Um gs, contido nesse cilindro, est sendo aquecido, como representado nesta figura:

Com base nessas informaes, CORRETO afirmar que, nesse processo,a) a presso do gs aumenta e o aumento da sua energia interna menor que o calor fornecido.b) a presso do gs permanece constante e o aumento da sua energia interna igual ao calor fornecido.c) a presso do gs aumenta e o aumento da sua energia interna igual ao calor fornecido.d) a presso do gs permanece constante e o aumento da sua energia interna menor que o calor fornecido.19. (Ufms 2005) Sem variar sua massa, um gs ideal sofre uma transformao a volume constante. correto afirmar quea) a transformao isotrmica.b) a transformao isobrica.c) o gs no realiza trabalho.d) sua presso diminuir ,se a temperatura do gs aumentar.e) a variao de temperatura do gs ser a mesma em qualquer escala termomtrica.20. (Ufpi 2001) A eficincia de um motor trmico definida como a razo entre o trabalho por ele realizado e o calor por ele recebido durante um ciclo completo de seu funcionamento. Considere um motor que recebe 440 J de calor por ciclo, que tem uma eficincia de 30% e que completa um ciclo de funcionamento a cada 0,02 segundos. A potncia fornecida por esse motor , em kW,a) 1,1b) 2,2c) 4,4d) 6,6e) 8,821. (Ufpi 2003) Um mol de um gs ideal aquecido, a presso constante, passando da temperatura Ti = 300 K para a temperatura Tf = 350 K. O trabalho realizado pelo gs durante esse processo aproximadamente (o valor da constante universal dos gases R = 8,31 J/(mol.K)) igual a:a) 104 J.b) 208 J.c) 312 J.d) 416 J.e) 520 J.22. (Ufv 2000) Uma mquina trmica executa o ciclo representado no grfico seguinte:

Se a mquina executa 10 ciclos por segundo, a potncia desenvolvida, em quilowatt, :a) 8b) 8000c) 80d) 0,8e) 80023. (Unesp 2001) Uma bexiga vazia tem volume desprezvel; cheia, o seu volume pode atingir 4,010 3m3. O trabalho realizado pelo ar para encher essa bexiga, temperatura ambiente, realizado contra a presso atmosfrica, num lugar onde o seu valor constante e vale 1,0105Pa, no mnimo dea) 4 J.b) 40 J.c) 400 J.d) 4000 J.e) 40000 J.24. (Unifesp 2002) Costuma-se especificar os motores dos automveis com valores numricos, 1.0, 1.6, 1.8 e 2.0, entre outros. Esses nmeros indicam tambm valores crescentes da potncia do motor. Pode-se explicar essa relao direta entre a potncia do motor e esses valores numricos porque eles indicam o volume aproximado, em litros,a) de cada cilindro do motor e, quanto maior esse volume, maior a potncia que o combustvel pode fornecer.b) do consumo de combustvel e, quanto maior esse volume, maior a quantidade de calor que o combustvel pode fornecer.c) de cada cilindro do motor e, quanto maior esse volume, maior a temperatura que o combustvel pode atingir.d) do consumo de combustvel e, quanto maior esse volume, maior a temperatura que o combustvel pode fornecer.e) de cada cilindro do motor e, quanto maior esse volume, maior o rendimento do motor.25. (Ita 2006) Sejam o recipiente (1) , contendo 1 moI de H (massa molecular M = 2) e o recipiente (2) contendo 1 moI de He (massa atmica M = 4) ocupando o mesmo volume, ambos mantidos a mesma presso. Assinale a alternativa correta:a) A temperatura do gs no recipiente 1 menor que a temperatura do gs no recipiente 2.b) A temperatura do gs no recipiente 1 maior que a temperatura do gs no recipiente 2.c) A energia cintica mdia por molcula do recipiente 1 maior que a do recipiente 2.d) O valor mdio da velocidade das molculas no recipiente 1 menor que o valor mdio da velocidade das molculas no recipiente 2.e) O valor mdio da velocidade das molculas no recipiente 1 maior que o valor mdio da velocidade das molculas no recipiente 2.26. (Pucrs 2004) Responder questo com base nas afirmaes a seguir.I. A energia trocada entre dois sistemas, unicamente devida diferena de temperatura entre ambos, chama-se calor.II. Na transformao adiabtica de um gs, sua energia interna permanece constante.III. A energia interna de um sistema no depende do nmero de partculas que o constituem.IV. A temperatura absoluta de um sistema depende do nmero de partculas que o constituem.Pela anlise das afirmaes, conclui-se que somentea) est correta a I.b) est correta a II.c) est correta a III.d) esto corretas a I e a III.e) esto corretas a II e a IV.27. (Ufrn 2005) Cotidianamente so usados recipientes de barro (potes, quartinhas, filtros etc.) para esfriar um pouco a gua neles contida.Considere um sistema constitudo por uma quartinha cheia d'gua. Parte da gua que chega superfcie externa da quartinha, atravs de seus poros, evapora, retirando calor do barro e da gua que o permeia. Isso implica que tambm a temperatura da gua que est em seu interior diminui nesse processo.Tal processo se explica porque, na gua que evapora, so as molculas de guaa) com menor energia cintica mdia que escapam do lquido, aumentando, assim, a energia cintica mdia desse sistema.b) que, ao escaparem do lquido, aumentam a presso atmosfrica, diminuindo, assim, a presso no interior da quartinha.c) com maior energia cintica mdia que escapam do lquido, diminuindo, assim, a energia cintica mdia desse sistema.d) que, ao escaparem do lquido, diminuem a presso atmosfrica, aumentando, assim, a presso no interior da quartinha.28. (Ufscar 2005) Mantendo uma estreita abertura em sua boca, assopre com vigor sua mo agora! Viu? Voc produziu uma transformao adiabtica! Nela, o ar que voc expeliu sofreu uma violenta expanso, durante a quala) o trabalho realizado correspondeu diminuio da energia interna desse ar, por no ocorrer troca de calor com o meio externo.b) o trabalho realizado correspondeu ao aumento da energia interna desse ar, por no ocorrer troca de calor com o meio externo.c) o trabalho realizado correspondeu ao aumento da quantidade de calor trocado por esse ar com o meio, por no ocorrer variao da sua energia interna.d) no houve realizao de trabalho, uma vez que o ar no absorveu calor do meio e no sofreu variao de energia interna.e) no houve realizao de trabalho, uma vez que o ar no cedeu calor para o meio e no sofreu variao de energia interna.29. (Unesp 2003) A energia interna U de uma certa quantidade de gs, que se comporta como gs ideal, contida em um recipiente, proporcional temperatura T, e seu valor pode ser calculado utilizando a expresso U=12,5T. A temperatura deve ser expressa em kelvins e a energia, em joules. Se inicialmente o gs est temperatura T=300 K e, em uma transformao a volume constante, recebe 1 250 J de uma fonte de calor, sua temperatura final sera) 200 K.b) 300 K.c) 400 K.d) 600 K.e) 800 K.30. (Ita 2003) Considerando um buraco negro como um sistema termodinmico, sua energia interna U varia com a sua massa M de acordo com a famosa relao de Einstein: Stephen Hawking props que a entropia S de um buraco negro depende apenas de sua massa e de algumas constantes fundamentais da natureza. Desta forma, sabe-se que uma variao de massa acarreta uma variao de entropia dada por: Supondo que no haja realizao de trabalho com a variao de massa, assinale a alternativa que melhor representa a temperatura absoluta T do buraco negro.

31. (Puccamp 2002) Considere as seguintes transformaes que envolvem substncias qumicas, que podem ocorrer de uma situao inicial a uma situao final:combusto - compresso - mudana de estado fsico - expanso - variao de entalpiaQuantas dessas transformaes esto envolvidas no funcionamento da mquina a vapor?a) 1b) 2c) 3d) 4e) 532. (Pucmg 2004) A respeito do que faz um refrigerador, pode-se dizer que:a) produz frio.b) anula o calor.c) converte calor em frio.d) remove calor de uma regio e o transfere a outra.33. (Pucpr 2006) Uma mquina trmica, operando em um ciclo de Carnot, trabalha entre as temperaturas de - 73 C e 227 C. Em cada ciclo, a mquina recebe 500 J de calor da fonte quente. Analise as seguintes afirmativas:I. O rendimento dessa mquina de 40%.II. O trabalho realizado pela mquina de 300 J.III. O calor rejeitado, por ciclo, para a fonte fria de 200J.Est correta ou esto corretas:a) I e II.b) II e III.c) I e III.d) somente II.e) somente III.34. (Uel 2003) O reator utilizado na Usina Nuclear de Angra dos Reis - Angra II - do tipo PWR (Pressurized Water Reactor). O sistema PWR constitudo de trs circuitos: o primrio, o secundrio e o de gua de refrigerao. No primeiro, a gua forada a passar pelo ncleo do reator a presses elevadas, 135 atm, e temperatura de 320C. Devido alta presso, a gua no entra em ebulio e, ao sair do ncleo do reator, passa por um segundo estgio, constitudo por um sistema de troca de calor, onde se produz vapor de gua que vai acionar a turbina que transfere movimento ao gerador de eletricidade. Na figura esto indicados os vrios circuitos do sistema PWR.Considerando as trocas de calor que ocorrem em uma usina nuclear como Angra II, correto afirmar:a) O calor removido do ncleo do reator utilizado integralmente para produzir trabalho na turbina.b) O calor do sistema de refrigerao transferido ao ncleo do reator atravs do trabalho realizado pela turbina.c) Todo o calor fornecido pelo ncleo do reator transformado em trabalho na turbina e, por isso, o reator nuclear tem eficincia total.d) O calor do sistema de refrigerao transferido na forma de calor ao ncleo do reator e na forma de trabalho turbina.e) Uma parte do calor fornecido pelo ncleo do reator realiza trabalho na turbina, e outra parte cedida ao sistema de refrigerao.35. (Uel 2003) A Usina Nuclear de Angra dos Reis - Angra II - est projetada para uma potncia de 1309 MW. Apesar de sua complexidade tecnolgica, relativamente simples compreender o princpio de funcionamento de uma usina nuclear, pois ele similar ao de uma usina trmica convencional. Sobre o assunto, considere as afirmativas apresentadas a seguir.I. Na usina trmica, o calor gerado pela combusto do carvo, do leo ou do gs vaporiza a gua em uma caldeira. Esse vapor aciona uma turbina acoplada a um gerador e este produz eletricidade.II. O processo de fuso nuclear utilizado em algumas usinas nucleares semelhante ao processo da fisso nuclear. A diferena entre os dois est na elevada temperatura para fundir o tomo de Urnio-235.III. Na usina nuclear, o calor produzido pela fisso do tomo do Urnio-235 por um nutron no ncleo do reator.IV. Na usina nuclear, o calor produzido pela reao em cadeia da fuso do tomo do Urnio-235 com um nutron.So corretas apenas as afirmativas:a) I e III.b) II, III e IV.c) I, II e IV.d) II e III.e) III e IV.36. (Uel 2005) Uma das grandes contribuies para a cincia do sculo XIX foi a introduo, por Sadi Carnot, em 1824, de uma lei para o rendimento das mquinas trmicas, que veio a se transformar na lei que conhecemos hoje como Segunda Lei da Termodinmica. Na sua verso original, a afirmao de Carnot era: todas as mquinas trmicas reversveis ideais, operando entre duas temperaturas, uma maior e outra menor, tm a mesma eficincia, e nenhuma mquina operando entre essas temperaturas pode ter eficincia maior do que uma mquina trmica reversvel ideal. Com base no texto e nos conhecimentos sobre o tema, correto afirmar:a) A afirmao, como formulada originalmente, vale somente para mquinas a vapor, que eram as nicas que existiam na poca de Carnot.b) A afirmao de Carnot introduziu a idia de Ciclo de Carnot, que o ciclo em que operam, ainda hoje, nossas mquinas trmicas.c) A afirmao de Carnot sobre mquinas trmicas pode ser encarada como uma outra maneira de dizer que h limites para a possibilidade de aprimoramento tcnico, sendo impossvel obter uma mquina com rendimento maior do que a de uma mquina trmica ideal.d) A afirmao de Carnot introduziu a idia de Ciclo de Carnot, que veio a ser o ciclo em que operam, ainda hoje, nossos motores eltricos.e) Carnot viveu em uma poca em que o progresso tcnico era muito lento, e sua afirmao hoje desprovida de sentido, pois o progresso tcnico ilimitado.37. (Ufal 2000) Analise as proposies a seguir: ( ) Mquina trmica um sistema que realiza transformao cclica: depois de sofrer uma srie de transformaes ela retorna ao estado inicial.( ) impossvel construir uma mquina trmica que transforme integralmente calor em trabalho. ( ) O calor uma forma de energia que se transfere espontaneamente do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura.( ) impossvel construir uma mquina trmica que tenha um rendimento superior ao da Mquina de Carnot, operando entre as mesmas temperaturas.( ) Quando um gs recebe 400 J de calor e realiza um trabalho de 250 J, sua energia interna sofre um aumento de 150 J.38. (Ufc 2003) A eficincia de uma mquina de Carnot que opera entre a fonte de temperatura alta (T1) e a fonte de temperatura baixa (T2) dada pela expresson = 1 - (T2/T1),em que T1 e T2 so medidas na escala absoluta ou de Kelvin.Suponha que voc dispe de uma mquina dessas com uma eficincia n = 30%. Se voc dobrar o valor da temperatura da fonte quente, a eficincia da mquina passar a ser igual a:a) 40%b) 45%c) 50%d) 60%e) 65%39. (Ufc 2006) Analise as afirmaes a seguir.I. A variao de entropia do fluido operante num ciclo completo de uma mquina trmica de Carnot igual a Q1/T1.II. O trabalho necessrio para efetivar uma certa mudana de estado num sistema independente do caminho seguido pelo sistema, quando este evolui do estado inicial para o estado final.III. De acordo com a segunda Lei da Termodinmica e de observaes relativas aos processos reversveis e irreversveis, conclui-se que as entropias inicial e final num processo adiabtico reversvel so iguais e que, se o processo for adiabtico irreversvel, a entropia final ser maior que a inicial.Com respeito s trs afirmativas, correto afirmar que apenas:a) I verdadeira.b) II verdadeira.c) III verdadeira.d) I e II so verdadeiras.e) II e III so verdadeiras.40. (Uff 2002) Se olharmos ao redor, perceberemos como o mundo evoluiu a partir do sculo XVIII e incio do XIX, com a Revoluo Industrial. O advento da mquina, em suas variadas formas, alargou os horizontes do homem, proporcionando novos recursos para o desenvolvimento urbano e industrial, desde as descobertas de fontes de energia at a expanso de mercados e de territrios dentro e fora da Europa.O esquema a seguir representa o ciclo de operao de determinada mquina trmica cujo combustvel um gs. Quando em funcionamento, a cada ciclo o gs absorve calor (Q1) de uma fonte quente, realiza trabalho mecnico (W) e libera calor (Q2) para uma fonte fria, sendo a eficincia da mquina medida pelo quociente entre W e Q1.

Uma dessas mquinas, que, a cada ciclo, realiza um trabalho de 3,0 104 J com uma eficincia de 60%, foi adquirida por certa indstria.Em relao a essa mquina, conclui-se que os valores de Q1, de Q2 e da variao da energia interna do gs so, respectivamente:

41. (Ufg 2004) Para cozinhar uma certa quantidade de feijo em uma panela de presso, gastam-se 45min. Para cozinhar a mesma quantidade em uma panela comum, gasta-se 1h40min. Em relao ao uso da panela comum, supondo que o fogo fornea a mesma potncia s duas panelas, quanta energia POUPADA pelo uso da panela de presso?a) 35%b) 45%c) 50%d) 55%e) 65%42. (Ufmg 2005) Atualmente, a energia solar est sendo muito utilizada em sistemas de aquecimento de gua.Nesses sistemas, a gua circula entre um reservatrio e um coletor de energia solar. Para o perfeito funcionamento desses sistemas, o reservatrio deve estar em um nvel superior ao do coletor, como mostrado na Figura 1.No coletor, a gua circula atravs de dois canos horizontais ligados por vrios canos verticais. A gua fria sai do reservatrio, entra no coletor, onde aquecida, e retorna ao reservatrio por conveco.Nas quatro alternativas, esto representadas algumas formas de se conectar o reservatrio ao coletor. As setas indicam o sentido de circulao da gua.Assinale a alternativa em que esto CORRETAMENTE representados o sentido da circulao da gua e a forma mais eficiente para se aquecer toda a gua do reservatrio.

43. (Ufrn 2003) Na cidade de Alto do Rodrigues, est sendo construda a TermoAu, primeira usina termeltrica do estado com capacidade para produzir at 70% da energia eltrica total consumida no Rio Grande do Norte. O princpio bsico de funcionamento dessa usina a combusto de gs natural para aquecer gua que, uma vez aquecida, se transformar em vapor e, finalmente, ser utilizada para mover as ps giratrias de uma turbina. A produo da energia eltrica ser feita acoplando-se ao eixo da turbina algumas bobinas imersas em um campo magntico.Considere que, em cada ciclo dessa mquina termeltrica real, se tenha:Q: o calor produzido na combusto do gs;W: a energia mecnica nas turbinas obtida a partir da alta presso do vapor acionando as ps giratrias;E: a energia eltrica produzida e disponibilizada aos consumidores.Para a situao descrita, correto afirmar:a) Q = W = Eb) Q > W > Ec) Q = W > Ed) Q < W < E44. (Ufrn 2005) Observe atentamente o processo fsico representado na seqncia de figuras a seguir. Considere, para efeito de anlise, que a casinha e a bomba constituem um sistema fsico fechado. Note que tal processo iniciado na figura 1 e concludo na figura 3.

Pode-se afirmar que, no final dessa seqncia, a ordem do sistema a) maior que no incio e, portanto, durante o processo representado, a entropia do sistema diminui.b) maior que no incio e, portanto, durante o processo representado, a entropia do sistema aumentou.c) menor que no incio e, portanto, o processo representado reversvel.d) menor que no incio e, portanto, o processo representado irreversvel.45. (Ufrs 2001) Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas no pargrafo abaixo, na ordem em que elas aparecem.A entropia de um sistema termodinmico isolado nunca .......... : se o sistema sofre uma transformao reversvel, sua entropia .......... ; se o sistema sofre uma transformao irreversvel, sua entropia .......... .a) aumenta - permanece constante - diminuib) aumenta - diminui - permanece constantec) diminui - aumenta - aumentad) diminui - permanece constante - aumentae) diminui - permanece constante - permanece constante46. (Ufsc 2004) No sculo XIX, o jovem engenheiro francs Nicolas L. Sadi Carnot publicou um pequeno livro - Reflexes sobre a potncia motriz do fogo e sobre os meios adequados de desenvolv-la - no qual descrevia e analisava uma mquina ideal e imaginria, que realizaria uma transformao cclica hoje conhecida como "ciclo de Carnot" e de fundamental importncia para a Termodinmica. Assinale a(s) proposio(es) CORRETA(S) a respeito do ciclo de Carnot:(01) Por ser ideal e imaginria, a mquina proposta por Carnot contraria a segunda lei da Termodinmica.(02) Nenhuma mquina trmica que opere entre duas determinadas fontes, s temperaturas T1 e T2, pode ter maior rendimento do que uma mquina de Carnot operando entre essas mesmas fontes.(04) Uma mquina trmica, operando segundo o ciclo de Carnot entre uma fonte quente e uma fonte fria, apresenta um rendimento igual a 100%, isto , todo o calor a ela fornecido transformado em trabalho.(08) O rendimento da mquina de Carnot depende apenas das temperaturas da fonte quente e da fonte fria.(16) O ciclo de Carnot consiste em duas transformaes adiabticas, alternadas com duas transformaes isotrmicas.47. (Ufsc 2005) O uso de combustveis no renovveis, como o petrleo, tem srias implicaes ambientais e econmicas. Uma alternativa energtica em estudo para o litoral brasileiro o uso da diferena de temperatura da gua na superfcie do mar (fonte quente) e de guas mais profundas (fonte fria) em uma mquina trmica para realizar trabalho. (Desconsidere a salinidade da gua do mar para a anlise das respostas).

Assinale a(s) proposio(es) CORRETA(S).(01) Supondo que a mquina trmica proposta opere em um ciclo de Carnot, teremos um rendimento de 100%, pois o ciclo de Carnot corresponde a uma mquina trmica ideal.(02) Uma mquina com rendimento igual a 20% de uma mquina ideal, operando entre 7 C e 37 C, ter um rendimento menor que 10%.(04) Na situao apresentada, a temperatura mais baixa da gua de aproximadamente 4 C pois, ao contrrio da maioria dos lquidos, nesta temperatura a densidade da gua mxima. (08) impossvel obter rendimento de 100% mesmo em uma mquina trmica ideal, pois o calor no pode ser transferido espontaneamente da fonte fria para a fonte quente.(16) No possvel obtermos 100% de rendimento, mesmo em uma mquina trmica ideal, pois isto viola o princpio da conservao da energia.48. (Ufscar 2006) Inglaterra, sculo XVIII. Hargreaves patenteia sua mquina de fiar; Arkwright inventa a fiandeira hidrulica; James Watt introduz a importantssima mquina a vapor. Tempos modernos! (C. Alencar, L. C. Ramalho e M. V. T. Ribeiro, "Histria da Sociedade Brasileira".)As mquinas a vapor, sendo mquinas trmicas reais, operam em ciclos de acordo com a segunda lei da Termodinmica. Sobre estas mquinas, considere as trs afirmaes seguintes:I. Quando em funcionamento, rejeitam para a fonte fria parte do calor retirado da fonte quente.II. No decorrer de um ciclo, a energia interna do vapor de gua se mantm constante.III. Transformam em trabalho todo calor recebido da fonte quente. correto o contido apenas ema) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III.49. (Ufsm 2003) Considere as afirmaes:I - impossvel construir uma mquina trmica que, operando em ciclos, retire energia na forma de calor de uma fonte, transformando-a integralmente em trabalho.II - Refrigeradores so dispositivos que transferem energia na forma de calor de um sistema de menor temperatura para outro de maior temperatura.III - A energia na forma de calor no passa espontaneamente de um corpo de menor temperatura para outro de maior temperatura.Est(o) correta(s)a) apenas I.b) apenas II.c) apenas I e III.d) apenas II e III.e) I, II e III.50. (Ita 2004) Um recipiente cilndrico vertical fechado por meio de um pisto, com 8,00 kg de massa e 60,0cm2 de rea, que se move sem atrito. Um gs ideal, contido no cilindro, aquecido de 30C a 100C, fazendo o pisto subir 20,0 cm. Nesta posio, o pisto fixado, enquanto o gs resfriado at sua temperatura inicial.Considere que o pisto e o cilindro encontram-se expostos presso atmosfrica. Sendo Q1 o calor adicionado ao gs durante o processo de aquecimento e Q2, o calor retirado durante o resfriamento, assinale a opo correta que indica a diferena Q1 Q2.a) 136 Jb) 120 Jc) 100 Jd) 16 Je) 0 J51. (Ita 2006) Um moI de um gs ideal ocupa um volume inicial Vo temperatura To e presso Po, sofrendo a seguir uma expanso reversvel para um volume V1. Indique a relao entre o trabalho que realizado por:(i) W(i), num processo em que a presso constante.(ii) W(ii), num processo em que a temperatura constante.(iii) W(iii), num processo adiabtico.

52. (Pucrs 2005) Considere a figura a seguir, que representa as variaes da presso de um gs, cujo comportamento descrito pela equao de estado do gs ideal, em funo do seu volume.

O gs passa sucessivamente pelos estados (1), (2) e (3), retornando ao estado (1). Considerando que entre os estados (1) e (2) a transformao adiabtica, ocorre troca de calor com o ambientea) somente entre (1) e (2).b) somente entre (2) e (3).c) somente entre (3) e (1).d) entre (1) e (2) e entre (2) e (3).e) entre (2) e (3) e entre (3) e (1).53. (Pucsp 2004) Uma amostra de gs ideal sofre o processo termodinmico cclico representado no grfico a seguir.

Ao completar um ciclo, o trabalho, em joules, realizado pela fora que o gs exerce nas paredes do recipiente a) + 6b) + 4c) + 2d) - 4e) - 654. (Uerj 2004) Considere um gs ideal, cujas transformaes I, II e III so mostradas no diagrama P V a seguir.

Essas transformaes, I a III, so denominadas, respectivamente, de:a) adiabtica, isobrica, isomtricab) isomtrica, isotrmica, isobricac) isobrica, isomtrica, adiabticad) isomtrica, adiabtica, isotrmica55. (Uerj 2004) Observe o ciclo mostrado no grfico P V a seguir.

Considerando este ciclo completo, o trabalho realizado, em joules, vale:a) 1.500b) 900c) 800d) 60056. (Ufal 2006) Um gs sofre a transformao termodinmica cclica ABCA representada no grfico p V. No trecho AB a transformao isotrmica.

Analise as afirmaes:( ) A presso no ponto A 2,5 105 N/m2.( ) No trecho AB o sistema no troca calor com a vizinhana.( ) No trecho BC o trabalho realizado pelo gs e vale 2,0 104 J.( ) No trecho CA no h realizao de trabalho.( ) Pelo grfico, o trabalho realizado pelo gs no ciclo ABCA maior do que 4,0 104 J.57. (Ufes 2004) Uma certa quantidade de gs ideal levada de um estado inicial a um estado final por trs processos distintos, representados no diagrama PxV da figura a seguir. O calor e o trabalho associados a cada processo so, respectivamente, Q1 e W1, Q2 e W2, Q3 e W3. Est correto afirmar que:

58. (Ufjf 2003) Um mol de gs ideal sofre uma expanso isotrmica, representada no diagrama P-V da figura, do estado inicial 1 ao estado final 2. Escolha a alternativa correta. Durante este processo:

a) o gs aumenta de volume e se resfria.b) a temperatura do gs se mantm constante, mas preciso fornecer calor ao gs.c) no processo isotrmico no h fluxo de calor.d) a temperatura do gs diminui e o gs realiza trabalho.e) o volume do gs aumenta, a presso diminui e a temperatura aumenta.59. (Ufms 2005) Sobre a equao de estado de um gs ideal pV = nRT onde p (presso), V (volume), n (nmero de mols), R (constante universal) e T (temperatura), correto afirmar que(01) a temperatura tem que ser utilizada em Kelvin.(02) a constante universal tem o mesmo valor qualquer que seja o sistema de medidas.(04) na transformao isotrmica, presso e volume so grandezas diretamente proporcionais.(08) a constante universal no tem unidade de medida.(16) na transformao isobrica, volume e temperatura so grandezas diretamente proporcionais.Soma ( )60. (Ufpr 2004) Um gs ideal est contido no interior de um recipiente cilndrico provido de um pisto, conforme a figura abaixo. Considere que, inicialmente, o gs esteja a uma presso p, a uma temperatura T e num volume V. Com base nesses dados e nas leis da termodinmica, correto afirmar:

(01) Em uma transformao adiabtica, o gs absorve calor do meio externo.(02) A energia interna do gs permanece constante em uma transformao isotrmica.(04) Em uma expanso isobrica, a energia interna do gs diminui.(08) Em uma transformao isovolumtrica, a variao da energia interna do gs igual quantidade de calor que o gs troca com o meio externo.(16) Pode-se diminuir a presso do gs mediante a realizao de uma expanso isotrmica.Soma ( )61. (Ufpr 2006) O gs que circula num compressor de geladeira executa um ciclo termodinmico no sentido anti-horrio como o apresentado na figura a seguir:

Sabendo que a transformao C adiabtica, considere as seguintes afirmativas:I. A transformao A ocorre a volume constante e nenhum trabalho realizado.II. A transformao B isobrica e o meio externo realiza trabalho sobre o gs.III. No h trocas de calor na transformao C.IV. A temperatura na transformao C constante.Assinale a alternativa correta.a) Somente as afirmativas I e III so verdadeiras.b) Somente as afirmativas I e II so verdadeiras.c) Somente as afirmativas II e IV so verdadeiras.d) Somente as afirmativas I, II e III so verdadeiras.e) Somente as afirmativas III e IV so verdadeiras.62. (Ufrrj 2004) Um gs ideal sofre as transformaes AB, BC, CD e DA, de acordo com o grfico a seguir.

Atravs da anlise do grfico, assinale adiante a alternativa correta.a) Na transformao CD, o trabalho negativo.b) A transformao AB isotrmica.c) Na transformao BC, o trabalho negativo.d) A transformao DA isotrmica.e) Ao completar o ciclo, a energia interna aumenta.63. (Ufrrj 2005) Certa massa gasosa, contida num reservatrio, sofre uma transformao termodinmica no trecho AB. O grfico mostra o comportamento da presso P, em funo do volume V.

O mdulo do trabalho realizado pelo gs, na transformao do trecho AB, de:a) 400J.b) 800J.c) 40kJ.d) 80kJ.e) 600J.64. (Ufsm 2003) A figura representa, no diagrama PxV, a expanso isotrmica que um mol de gs ideal sofre, ao receber 1728J de energia na forma de calor. O trabalho realizado na expanso de 1 m3 para 2 m3 , em J,

a) 0b) 270c) 870d) 1728e) 187065. (Ufv 2004) Trs processos termodinmicos ocorrendo num sistema constitudo por um gs ideal so representados no diagrama presso (P) versus volume (V) a seguir.Os processos so: 1-2 isobrico, 1-3 isotrmico e 1-4 adiabtico. O sistema realiza trabalho, em cada um dos processos. CORRETO afirmar que:a) no processo isotrmico h troca de calor com o sistema.b) no processo adiabtico, a energia interna do sistema aumentou.c) no processo isobrico no h troca de calor com o sistema.d) para realizar trabalho necessrio haver troca de calor com o sistema.e) no processo isotrmico, o trabalho realizado maior que no processo isobrico.66. (Unesp 2005) Um gs ideal submetido s transformaes A-B, B-C, C-D e D-A, indicadas no diagrama PxV apresentado na figura.

Com base nesse grfico, analise as afirmaes.I. Durante a transformao A-B, a energia interna se mantm inalterada.II. A temperatura na transformao C-D menor do que a temperatura na transformao A-B.III.Na transformao D-A, a variao de energia interna igual ao calor absorvido pelo gs.Dessas trs afirmaes, esto corretas:a) I e II, apenas.b) III, apenas.c) I e III, apenas.d) II e III, apenas.e) I, II e III.67. (Unifesp 2004) O diagrama PV da figura mostra a transio de um sistema termodinmico de um estado inicial A para o estado final B, segundo trs caminhos possveis.

O caminho pelo qual o gs realiza o menor trabalho e a expresso correspondente so, respectivamente,

68. (Unifesp 2005) A figura 1 ilustra duas transformaes de um gs ideal contido num cilindro de paredes adiabticas. Em I, atravs de uma base diatrmica (que permite a passagem do calor), o gs recebe calor e faz o mbolo, tambm construdo de material adiabtico, subir livremente, aumentando seu volume de Vo a V, atingindo a temperatura T. Nesse estado, a fonte quente retirada e substituda por um reservatrio trmico mesma temperatura T do gs. Em seguida, na transformao II, colocam-se gros de areia sobre o mbolo, lentamente, para que o gs possa manter-se em equilbrio trmico com o reservatrio. Nessas condies, o mbolo baixa at que o gs volte a ocupar o mesmo volume Vo do incio.Considere desprezveis as variaes da presso atmosfrica. O diagrama p V, que melhor representa essas duas transformaes, o da figura:

69. (Pucrs 2005) A temperatura de um gs diretamente proporcional energia cintica das suas partculas. Portanto, dois gases A e B, na mesma temperatura, cujas partculas tenham massas na proporo de mA/mB=4/1, tero as energias cinticas mdias das suas partculas na proporo EcA/EcB igual aa) 1/4b) 1/2c) 1d) 2e) 470. (Unesp 2006) Um gs ideal, confinado no interior de um pisto com mbolo mvel, submetido a uma transformao na qual seu volume reduzido quarta parte do seu volume inicial, em um intervalo de tempo muito curto. Tratando-se de uma transformao muito rpida, no h tempo para a troca de calor entre o gs e o meio exterior. Pode-se afirmar que a transformao a) isobrica, e a temperatura final do gs maior que a inicial.b) isotrmica, e a presso final do gs maior que a inicial.c) adiabtica, e a temperatura final do gs maior que a inicial.d) isobrica, e a energia interna final do gs menor que a inicial.e) adiabtica, e a energia interna final do gs menor que a inicial.RESPOSTAS

1. Observe a equao adiante:

2. 8 J3. 16N.4. a) Wa = 0,5 J Wg = 0,5 Jb) 5. 5 kg.6. a) 415Jb) 10K ou 10C7. a) 70%b) variao de entropia nula.8. a) 1,3 104 Jb) t = 4.500 s9. 4Vo(p2 p1 ).10. a) 1b) 1,5.pA.VAc) zerod) 1,5.pA.VA11. a) QAB = 3500J QAC = - 2325 J QCA = 0b) WCA = - 225 J12. A variao da energia interna nula.13. 80 J14. Q(tot) = W(tot) = 90 J.15. Como os estados iniciais e finais dos dois processos so respectivamente iguais, a variao de energia interna ser a mesma nos dois.Pela 1 Lei da Termodinmica, temos Q=W+U. Como a variao de U igual em I e II, haver mais calor absorvido onde o trabalho realizado for maior. O trabalho no diagrama p-V representado pela rea sob o grfico do processo. Assim sendo, v-se que o trabalho e, conseqentemente, o calor trocado maior em II.16. [E]17. [A]18. [D]19. [C]20. [D]21. [D]22. [E]23. [C]24. [A]25. [E]26. [A]27. [C]28. [A]29. [C]30. [D]31. [E]32. [D]33. [B]34. [E]35. [A]36. [C]37. V V V V V38. [E]39. [C]40. [D]41. [D]42. [D]43. [B]44. [A]45. [D]46. 02+08+16=2647. 02 + 04 + 08 = 1448. [A]49. [E]50. [A]51. [D]52. [E]53. [B]54. [B]55. [A]56. V F F V F57. [C]58. [B]59. 01 + 16 = 1760. 02 + 08 + 16 = 2661. [A]62. [A]63. [C]64. [D]65. [A]66. [E]67. [B]68. [A]69. [C]70. [C]