ELISABETE LIMA
PROFESSORA DE MATEMÁTICA MATEMÁTICA
Exercícios sobre Termodinâmica e Gases 01. (UECE 98.1) Uma bomba de bicicleta tem um comprimento de 24 cm e está acoplada a um pneumático. Inicialmente, o pisto está recuado e a presso do ar no interior da bomba ! 1,0 atm. " preciso a#an$ar o pisto de 8,0 cm, para %ue a #ál#ula do pneumático se&a aberta. 'uando isso ocorrer, a presso, em atm, na cmara de ar, supondo %ue a temperatura oi mantida constante, será*
a) 1,+
b) 2,0
c) 2,+
d) ,0
-E/U/* (/bs.* 3 5.6) 71.311 72.322 : 1.24.5 (24 ; 8).5.72 : 72 241< 2 1,+ atm. 02. (=U3E > 2000) Um boti&o de ?ás de co@in6a cont!m 1 A? de ?ás li%ueeito, a alta presso. Um mol desse ?ás tem massa de, aproBimadamente, +2 ?. e todo o contedo do bu&o osse utili@ado para enc6er um balo, D presso atmos!rica e D temperatura de 00 , o #olume inal do balo seria aproBimadamente de* a) 1 m
b) <,2 m
c),1 m
d) 0,98 m
e) 0,2F m
Gados* - 8, H(mol.) ou Gados* - 0,082 atm.(mol.) Gados* 7atmos!rica 1 atm 1.10 + 7a Gados* 1 7a 1 m2 Gados* 1 m 1000 -E/U/* p.3 n.-., #em* p.3 (mJ).-. K 1B10+.3 (1000+2).8,.00 K 3 ≅ <,2 m 0. (I5 > 2000) / ar dentro de um automL#el ec6ado tem massa de 2.
i FMC > 2,4MC 4,< substituindo em ' mc O temos ' 2,< Q F20 Q 4,< ' F20 Q 89,9< ' <4FF1,2 H
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Usando %ue o luBo de calor R ! dado por R ' Ot dados* ' <4FF1,2 H (acabamos de obter) R 120 Hs (taBa na %ual o motorista perde calor) 5ssim R ' Ot 120 <4FF1,2 Ot Ot <4FF1,2 120 Ot +9,F< s Ot S +40s 04. (UE-H) Uma menina dese&a a@er um c6á de camomila, mas sL possui 200 ?ramas de ?elo a 0 MC e um orno de micro>ondas, cu&a potTncia máBima ! de 800. Considere %ue a menina está ao nP#el do mar, o calor latente de uso do ?elo ! 80 cal?, o calor especPico da á?ua #ale 1 cal(?. MC) e %ue 1 caloria #ale aproBimadamente 4 &oules. Usando esse orno sempre na potTncia máBima, o tempo necessário para a á?ua entrar em ebuli$o !* a)4+s
b)90
C)180s
d)<0s
-E/U/* 7rimeiramente calcula>se o calor necessário para transormar ?elo em á?ua* ' J. '200V80 '1<.000 cal. 5?ora calcula>se o calor para a@er entrar em ebuli$o (100 ?raus Celsius) (á?ua lP%uida de 0 ?raus at! 100 ?raus), usa* 'JWCW (>i) '200W1W (100>0) '20.000 cal. Como potTncia ! ener?ia sobre tempo e no sistema internacional ener?ia e dado &oule, potTncia em atts, e tempo em se?undosX Ener?ia* (20.000 Y 1<.000) B 4 144.000 H/UE 7otencia* 800 o?o 144.000 800t t 180 se?undos 0+. Um ?ás ideal sore a transorma$o 5 : Z : C indicada no dia?rama. / trabal6o reali@ado pelo ?ás nessa transorma$o, em &oules, #ale*
a) 2,0.10< b) 1,+.10< c) 1,2.10< d) >1,+.10< e) >1,2.10< -E/U/* 5ZC 5Z Y ZC (+ ; 2).+.10 + Y 0 1+.10 + 1,+.10< H.
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0<. uma monta?em, a c6ama a@ o pisto deslocar>se para a direita, mantendo o ?ás a presso e temperatura constantes. / #olume e a presso iniciais eram, respecti#amente, de +,00 litros e +,00 m 2. / #olume oi aumentado para F,+0 litros. 5 ra$o de ener?ia da c6ama %ue o ?ás con#erteu em ener?ia mecnica !, em H, i?ual a*
a) F+
b) 12+
c) F,+
d) 2+,0
e) 12,+
-E/U/* 5 presso está em 7a (m[) e o #olume está em litros. 3e&a %ue* 1 0,001 m 2,+ 0,002+ m o?o, a #aria$o de #olume ! 2,+.10 > m\. / trabal6o reali@ado !* 7WO3 + B ! 2,+.10 > 12,+.10>\ H 0,012+ H 0F. (JacAen@ie>7) obre um sistema, reali@a>se um trabal6o de 000 H e, em resposta, ele ornece +00 cal ao meio eBterior durante o mesmo inter#alo de tempo. e cal 4,18 H Getermine a #aria$o da ener?ia do sistema. a) 2000 H
b) 900 H
c) >2100 H
d) >990 H
e) 2100 H
-E/U/ 7rimeiro transormamos um dos #alores de orma %ue i%uem na mesma unidade* 1 cal >>>>>>>>>>> 4,2 +00cal >>>>>>>> B B 2100 H rabal6o recebido ! ne?ati#o. Calor cedido ! ne?ati#o. 5?ora aplicamos na Lrmula abaiBo* OU ' > (trabal6o) ou OU ' ; OU > 2100 > (> 000) OU 900 H 08. (U=E) 5 i?ura mostra a #aria$o do #olume de um ?ás ideal, D presso constante de 4 m2, em un$o da temperatura. abe>se %ue, durante a transorma$o de estado de 5 a Z, o ?ás recebeu uma %uantidade de calor i?ual a 20 &oules. 5 #aria$o da ener?ia interna do ?ás entre os estados 5 e Z oi de*
a) 4 H
b) 1< H
c) 24 H
d) 80 H
e) 420 H
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-E/U/* I. 7.O3 4.(2 ; 1) 4 H. II. OU ' ; 20 ; 4 1< H. 09. (UE>7-) =ornecem>se +,0 calorias de ener?ia sob orma de calor a um sistema termodinmico, en%uanto se reali@a sobre ele trabal6o de 1 &oules. essa transorma$o, a #aria$o de ener?ia interna do sistema !, em &oules* (Gado* 1,0 cal 4,2 H) a) >8
b) 8
c) 1
d) 21
e) 4
-E/U/* OU ' ; 21 ; 1 8 H 10. (7EIE 9F) Um ?ás ideal sore uma eBpanso adiabática. Ento, o ?ás ]]]]]]]]] ener?ia na orma de calor com a #i@in6an$a, e a sua temperatura inal ! ]]]]]]]]] inicial. 5ssinale a alternati#a %ue completa, corretamente, as lacunas. a) no troca ; menor %ue a b) no troca ; maior %ue a c) no troca ; a mesma d) troca ; menor %ue a e) troca ; maior %ue a 11.(U=-^ > 199F) Um recipiente cont!m um ?ás ideal D temperatura . 5s mol!culas deste ?ás tTm massa m e #elocidade %uadrática m!dia #. Um outro recipiente cont!m tamb!m um ?ás ideal, cu&as mol!culas tTm massa m e a mesma #elocidade %uadrática m!dia #. Ge acordo com a teoria cin!tica dos ?ases, %ual ! a temperatura deste se?undo ?ásN a)9
b)
c)
d)
9
-E/U/ Ener?ia cin!tica m!dia m # 2 2 A 2 (A ! constante de Zolt@mann) Ento, temperatura ! diretamente proporcional D massa molecular. m K m K 12. Jisturam>se <2+? de ?elo a 0_C com 1000? de á?ua a +0_C em um calorPmetro de capacidade t!rmica despre@P#el. 5 temperatura de e%uilPbrio da mistura resultante, em _C será, aproBimadamente, i?ual a* (G5G/* calor especiico da á?ua 1,0 cal?._C` calor latente de uso do ?elo 80cal?) a) 10
b) 18
c) 2F
d) 8
e) 0
-E/U/ '1 1000.1.+0 KK +0 000 cal á?ua ornece '2 <2+.80 KK +0 000 cal ?elo se undir emperatura inal, ou de e%uilPbrio KK 0_C 1. (J5C) Certa massa de ?ás ideal sore uma transorma$o na %ual sua ener?ia interna no #aria. Essa transorma$o !* a) isot!rmica b) isobárica c) isom!trica d) adiabática e) ineBistente
