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Exercícios de Leis da Termodinâmica

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Quer colocar o estudo em prática? O Stoodi tem exercícios de Leis da Termodinâmica dos maiores vestibulares do Brasil.

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  1. 1. Stoodi
    Numa transformação termodinâmica, um gás ideal monoatômico realiza trabalho de 210 J. A quantidade de calor, em calorias, que o sistema troca com o meio em uma expansão isotérmica, é de: (1 cal = 4,2 J)
  2. 2. Stoodi
    Uma caldeira (fonte quente) fornece 1000 kcal por segundo a uma turbina, que rejeita 800 kcal por segundo para o condensador (fonte fria). O rendimento dessa máquina térmica é de:
  3. 3. G1 - IFSUL 2015
    No gráfico temos a representação da pressão "P" em função do volume "V" para uma massa de gás perfeito. As sucessivas transformações gasosas representadas no gráfico ao lado: A -> B; B -> C e C -> A são, respectivamente,
  4. 4. Stoodi
    Um gás ideal passa do estado A para o estado B, como representado no gráfico. Qual o trabalho realizado por este gás?  
  5. 5. FGV-RJ 2010
    Ao realizar um trabalho de 80 miI calorias, um sistema termodinâmico recebeu 60 miI calorias. Pode-se afirmar que, nesse processo, a energia Interna desse Sistema
  6. 6. UERN 2012
    Considere a transformação cíclica de um gás perfeito representada no gráfico. A variação da energia interna e o trabalho em cada ciclo são, respectivamente, iguais a:
  7. 7. UECE 2015
    Em um motor de carro o processo de combustão gera 300J de energia térmica. Deste valor, 200J são perdidos sob a forma de calor. Qual a eficiência desse motor em porcentagem?
  8. 8. UFRGS 1998
    Enquanto se expande, um gás recebe o calor Q=100J e realiza o trabalho W=70J. Ao final do processo, podemos afirmar que a energia interna do gás
  9. 9. FUVEST 2006
    Um extintor de incêndio cilíndrico, contendo CO2, possui um medidor de pressão interna que, inicialmente, indica 200 atm. Com o tempo, parte do gás escapa, o extintor perde pressão e precisa ser recarregado. Quando a pressão interna for igual a 160 atm, a porcentagem da massa inicial de gás que terá escapado corresponderá a
  10. 10. UFV-MG
    Um folheto explicativo sobre uma máquina térmica informa que ela, ao receber  1000 cal de uma fonte quente, realiza 4186 J de trabalho. Sabendo que 1 cal equivale a 4,186 J e, com base nos dados fornecidos pelo folheto, você pode afirmar que essa máquina:
  11. 11. UFMA
    Uma máquina térmica funciona realizando o ciclo de Carnot. Em cada ciclo, o trabalho útil fornecido pela máquina é de 2 000 J. As temperaturas das fontes térmicas são 227 °C e 27 °C, respectivamente. O rendimento da máquina, a quantidade de calor retirada da fonte quente e a quantidade de calor rejeitada para a fonte fria são, respectivamente:
  12. 12. OBF 2012
    Nos jogos olímpicos de Londres foi projetado no centro energético que vai produzir energia e aquecimento aos atletas durante a competição. Supondo que a estação energética funciona como uma máquina termodinâmica ideal, qual o rendimento máximo que a máquina termodinâmica pode ter se a mesma opera entre as temperaturas -33°C e 27°C ?
  13. 13. Stoodi
    Um gás monoatômico ideal é colocado dentro de um recipiente fechado com um êmbolo móvel que mantém a pressão constante. Inicialmente o gás ocupava um volume de 100 cm³ e, ao ser aquecido, expandiu e passou a ocupar um volume de 300 cm³. Considerando que a pressão se manteve a 106 Pa, qual foi o trabalho, em Joules, realizado pelo gás?  
  14. 14. UPE 2010
    No diagrama PV. a seguir, está representada uma série de processos termodinâmicos. No processo ab, 250 J de calor são fornecidos ao sistema, e, no processo bd, 600 J de calor são fornecidos ao sistema. AnaIise as afirmações que se seguem. I. O trabalho realizado no processo ab é nulo. II. A variação de energia interna no processo ab é 320 J. III. A variação de energia interna no processo abd é 610 J. IV. A variação de energia interna no processo acd é 560 J. É CORRETO afirmar que apenas as(a) afirmações(ão):
  15. 15. FUVEST 2008
    Em algumas situações de resgate, bombeiros utilizam cilindros de ar comprimido para garantir condições normais de respiração em ambientes com gases tóxicos. Esses cilindros, cujas características estão indicadas na tabela, alimentam máscaras que se acoplam ao nariz. Quando acionados, os cilindros fornecem para a respiração, a cada minuto, cerca de 40 litros de ar, à pressão atmosférica e temperatura ambiente. Nesse caso, a duração do ar de um desses cilindros seria de aproximadamente:
  16. 16. FUVEST
    Em um “freezer”, muitas vezes, é difícil repetir a abertura da porta, pouco tempo após ter sido fechado, devido à diminuição da pressão interna. Essa diminuição ocorre porque o ar que entra, à temperatura ambiente, é rapidamente resfriado até a temperatura de operação, em torno de -18°C Considerando um “freezer” doméstico, de 280 L, bem vedado, em um ambiente a 27°C e pressão atmosférica P0, a pressão interna poderia atingir o valor mínimo de
  17. 17. Espcex (Aman) 2013
    Em um laboratório, um estudante realiza alguns experimentos com um gas perfeito. Inicialmente o gas está a uma temperatura de 27°C; em seguida, ele sofre uma expansão isobárica que torna o seu volume cinco vezes maior. Imediatamente após, o gás sofre uma transformação isocórica e sua pressão cai a um sexto do seu valor inicial. O valor fInaI da temperatura do gás passa a ser de:
  18. 18. Stoodi
    Um sistema termodinâmico, constituído por um gás ideal, troca 1200 cal de calor com o meio externo. A variação de energia interna do sistema, em um resfriamento isométrico, em cal, é de:
  19. 19. ENEM 2012
    Aumentar a eficiência na queima de combustível dos motores a combustão e reduzir suas emissões de poluentes é a meta de qualquer fabricante de motores. É também o foco de uma pesquisa brasileira que envolve experimentos com plasma, o quarto estado da matéria e que está presente no processo de ignição. A interação da faísca emitida pela vela de ignição com as moléculas de combustível gera o plasma que provoca a explosão liberadora de energia que, por sua vez, faz o motor funcionar. Disponível em: www.inovacaotecnologica.com.br. Acesso em: 22 jul. 2010 (adaptado). No entanto, a busca da eficiência referenciada no texto apresenta como fator limitante
  20. 20. UFAL 2010
    A cada ciclo de funcionamento, o motor de um certo automóvel retira 40 kJ do compartimento da fonte quente, onde se da a queima do combustível, e realiza 10 kJ de trabalho. Sabendo que parte do calor retirado da fonte quente é dispensado para o ambiente (fonte fria) a uma temperatura de 27 °C, qual seria a temperatura no compartimento da fonte quente se esse motor operasse segundo o ciclo de Camot? Dado: considere que as temperaturas em graus centígrados, Tc, e Kelvin, TK, se relacionam através da expressão Tc = TK - 273.
  21. 21. UNICAMP 2007
    Um gás ideal sofre uma compressão isobárica sob a pressão de 4•103 N/m2 e o seu volume diminui 0,2 m3 Durante o processo, o gás perde 1,8•103J de calor. A variação da energia interna do gás foi de:
  22. 22. PUC-MG 2009
    A palavra ciclo tem vários significados na linguagem cotidiana. Existem ciclos na economia, na literatura, na história e, em geral, com significados amplos, pois se referem a tendências, épocas, etc. Em termodinâmica, a palavra ciclo tem um significado preciso: é uma série de transformações sucessivas que recolocam o sistema de volta ao seu estado inicial com realização de trabalho positivo ou negativo e a troca de calor com a vizinhança. Assim, por exemplo, os motores automotivos foram bem compreendidos a partir das descrições de seus ciclos termodinâmicos. Considere o quadro a seguir onde são apresentadas três máquinas térmicas operando em ciclos entre fontes de calor nas temperaturas 300K e 500K. Q e W são, respectivamente, o calor trocado e o trabalho realizado em cada ciclo. De acordo com a termodinâmica, é possível construir
  23. 23. FUVEST 2007
    Uma equipe tenta resgatar um barco naufragado que está a 90 m de profundidade. O porão do barco tem tamanho suficiente para que um balão seja inflado dentro dele, expulse parte da água e permita que o barco seja içado até uma profundidade de 10 m. O balão dispõe de uma válvula que libera o ar, à medida que o barco sobe, para manter seu volume inalterado. No início da operação, a 90 m de profundidade, são injetados 20.000 mols de ar no balão. Ao alcançar a profundidade de 10 m, a porcentagem do ar injetado que ainda permanece no balão é: ,
  24. 24. Stoodi
    Uma máquina térmica transforma em energia útil 25% do calor que retira da fonte quente da máquina. Sabendo que a potência útil da máquina vale 800 kW, a quantidade de calor rejeitada para fonte fria, em 1 segundo, vale:
  25. 25. ENEM 2015
    O ar atmosférico pode ser utilizado para armazenar o excedente de energia gerada no sistema elétrico, diminuindo seu desperdício, por meio do seguinte processo: água e gás carbônico são inicialmente removidos do ar atmosférico e a massa de ar restante é resfriada até -198°C. Presente na proporção de 78% dessa massa de ar, o nitrogênio gasoso é liquefeito, ocupando um volume 700 vezes menor. A energia excedente do sistema elétrico é utilizada nesse processo, sendo parcialmente recuperada quando o nitrogênio líquido, exposto à temperatura ambiente, entra em ebulição e se expande, fazendo girar turbinas que convertem energia mecânica em energia elétrica. MACHADO, R. Disponível em www.correiobraziliense.com.br Acesso em: 9 set. 2013 (adaptado). No processo descrito, o excedente de energia elétrica é armazenado pela
  26. 26. ESC. NAVAL 2013
    Considere que 0,40 gramas de água vaporize isobaricamente à pressão atmosférica. Sabendo que, nesse processo, o volume ocupado pela água varia de 1,0 litro, pode-se afirmar que a variação da energia interna do sistema, em kJ, vaIe: Dados: calor latente de vaporização da agua :2,3.106 J/kg; Conversão: 1atm = 1,0.105 Pa.
  27. 27. UFPR 2014
    Considere que num recipiente cilíndrico com êmbolo móvel existem 2 moIs de moléculas de um gás A à temperatura inicial de 200 K. Este gás é aquecido até a temperatura de 400 K numa transformação isobárica. Durante este aquecimento ocorre uma reação química e cada molécula do gás A se transforma em duas moléculas de um gás B. Com base nesses dados e nos conceitos de termodinâmica, é correto afirmar que o volume fInal do recipiente na temperatura de 400 K é:
  28. 28. UFMG
    Em uma transformação isobárica de um gás perfeito, mantido a 2,0 · 105 N/m2 de pressão, forneceram-se 1 500 J de calor e provocou-se um aumento de volume de 3,0 litros. Em joules,  a variação da energia interna do gás foi de:
  29. 29. UNESP 2006
    Um gás ideal, confinado no interior de um pistão com êmbolo móvel, é submetido a uma transformação na qual seu volume é reduzido à quarta parte do seu volume inicial. em um intervalo de tempo muito curto. Tratando-se de uma transformação muito rápida, não há tempo para a troca de calor entre o gás e o meio exterior. Pode-se afirmar que a transformação e
  30. 30. ENEM 2017
    Rudolf Diesel patenteou um motor a combustão interna de elevada eficiência, cujo ciclo está esquematizado no diagrama pressão x volume. O ciclo Diesel é composto por quatro etapas, duas das quais são adiabáticas. O motor de Diesel é caracterizado pela compressão de ar apenas, com a injeção do combustível no final. No ciclo Diesel, o calor é absorvido em:
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