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Exercícios de Leis da Termodinâmica

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  1. 61. UERJ 2013
    Dois balões idênticos são confeccionados com o mesmo material e apresentam volumes iguais. As massas de seus respectivos conteúdos, gás hélio e gás metano, também são iguais. Quando os balões são soltos, eles alcançam, com temperaturas internas idênticas, a mesma altura na atmosfera. Admitindo-se comportamento ideal para os dois gases, a razão entre a pressão no interior do balão contendo hélio e a do balão contendo metano é igual a:   (Dados: Massa molar do gás hélio e do metano são, respectivamente, 4 g e 16 g)
  2. 62. UNIMONTES 2014
    Para impulsionar um veículo ou para fazer funcionar qualquer motor, necessitamos de energia mecânica. O dispositivo que transforma calor parcialmente em energia mecânica é a máquina térmica. Geralmente, uma substância chamada substância trabalho sofre um processo cíclico numa máquina térmica, que é uma sequência de processos que, ao final, reconduzem a substância ao seu estado inicial. Suponha que a substância trabalho de uma certa máquina térmica a faça produzir 2000 J de trabalho mecânico em cada ciclo, alcançando uma eficiência de 45%. A quantidade de calor rejeitado por essa máquina será, aproximadamente, de
  3. 63. CEFET-MG 2009
    Um gás perfeito, durante uma transformação isométrica, absorve uma quantidade de calor Q. Sendo ΔU a variação da energia interna e T o trabalho por ele realizado, é correto afirmar que
  4. 64. ITA 2014
    Pode-se associar a segunda lei da Termodinâmica a um princípio de degradação da energia. Assinale a alternativa que melhor justifica esta associação.
  5. 65. UFMA 2009
    Uma máquina térmica, operando em ciclos, recebe 800J de calor e realiza 240J de trabalho por ciclo. Qual sua potência útil em watts, sabendo-se que a máquina opera com 30 ciclos por minuto?
  6. 66. UEL 2014
    A Revolução Industrial foi acompanhada por profundas transformações na Europa. Os novos meios de transporte, que utilizavam as máquinas térmicas recém-criadas, foram essenciais aos avanços relacionados à industrialização por todo o continente. Naquele período, foi demonstrado teoricamente que uma máquina térmica ideal é aquela que descreve um ciclo especial, denominado ciclo de Carnot.   Em relação aos princípios físicos da termodinâmica e do ciclo de Carnot,
  7. 67. UTFPR 2009
    Certa massa de um gás sofre uma transformação termodinâmica adiabática e realiza um trabalho. Considere as seguintes afirmações sobre o estado da massa do gás, depois da transformação ter se efetivado: I) A massa do gás apresenta um aumento de energia interna. II) A quantidade de calor recebida pelo gás foi nula. III) A perda de energia interna do gás é igual a quantidade de calor cedida para o meio externo. IV) O trabalho realizado pelo gás é igual à perda de sua energia interna. É correto apenas o que se afirma em:
  8. 68. UPE 2013
    Um cientista deseja realizar um estudo da eficiência de uma máquina de Carnot e sua relação com os seus reservatórios térmicos. Ele dispõe de uma máquina de Carnot que possui um reservatório frio com temperatura de 7 ºC e uma eficiência de 50%. A fim de fazer que a eficiência da máquina seja de 80%, de quantos graus kelvin o cientista deve variar a temperatura do reservatório quente?
  9. 69. UPE 2013
    Certo gás ideal monoatômico está submetido a um ciclo termodinâmico. Inicialmente, ele recebe 400 J de energia em forma de calor, a volume constante. Em seguida, ele sofre uma expansão isotérmica, realizando um trabalho de 700 J até ter seu volume aumentado em quatro vezes. E, com pressão constante, um trabalho de 300 J é exercido sobre o gás, até que ele retorne ao seu estado inicial.   É CORRETO afirmar que o trabalho líquido desse ciclo é
  10. 70. CEFET-MG 2008
    Um máquina térmica retira, em cada ciclo, 500 J de calor da fonte quente e rejeita 300 J de calor para a fonte fria. Se essa máquina executa 20 ciclos por segundo, então a potência desenvolvida, em kW, é de
  11. 71. OBF 2015
    Uma máquina térmica opera conforme o ciclo de Carnot entre um reservatório de baixa temperatura de 27 ºC e um reservatório de alta temperatura. Sabendo que esta máquina possui eficiencia de 20%. Qual deve ser o aumento de temperatura do reservatório quente para que a eficiencia seja de 30%?
  12. 72. PUC-RJ 2011
    Em um processo termodinâmico Г, uma quantidade de n moles de um gás ideal é aquecida por uma quantidade de calor Q = 1000 J e realiza trabalho igual a W. Ao fim do processo termodinâmico Г, o sistema retorna à temperatura inicial, ou seja, à energia inicial. Calcule o trabalho realizado.
  13. 73. UENP 2015
    Os trens que começaram a cortar todo o território da Inglaterra a partir da segunda década do século XIX eram exemplos práticos das máquinas a vapor surgidas com a Revolução Industrial do fim do séc. XVIII. Sobre as máquinas térmicas, que convertem calor de uma fonte quente e rejeitam energia para a fonte fria, são feitas as seguintes afirmações: I – Um refrigerador é um exemplo de máquina térmica, cuja operação tem sentido contrário ao referido no enunciado. II – Se ocorrer uma transformação isobárica, com expansão volumétrica, o gás realizará um trabalho. III – Uma máquina térmica recebe 1000 J de energia na fonte quente e rejeita 600 J para a fonte fria, então o seu rendimento é de 40%. IV – O trabalho realizado por um gás, quando submetido a uma pressão constante de  2.105 N/m2 e com aumento de 2 m3, vale 4.105 J. Está CORRETA: 
  14. 74. PUC-CAMPINAS 2016
    Um dispositivo mecânico usado para medir o equivalente mecânico do calor recebe 250 J de energia mecânica e agita, por meio de pás, 100 g de água que acabam por sofrer elevação de 0,50 °C de sua temperatura.   Adote: 1 cal = 4,2 J e cágua = 1,0 cal/g °C.   O rendimento do dispositivo nesse processo de aquecimento é de
  15. 75. ENEM PPL 2009
    O Inmetro procedeu à análise de garrafas térmicas com ampolas de vidro, para manter o consumidor informado sobre a adequação dos produtos aos Regulamentos e Normas Técnicas. Uma das análises é a de eficiência térmica. Nesse ensaio, verifica-se a capacidade da garrafa térmica de conservar o líquido aquecido em seu interior por determinado tempo. A garrafa é completada com água a 90 oC até o volume total. Após 3 horas, a temperatura do líquido é medida e deve ser, no mínimo, de 81 oC para garrafas com capacidade de 1 litro, pois o calor específico da água é igual a 1 cal/goC. Disponível em: http://www.inmetro.gov.br/consumidor/produtos/garrafavidro.asp. Acesso em: 3 maio 2009 (adaptado)   Atingindo a água 81 oC nesse prazo, a energia interna do sistema e a quantidade de calor perdida para o meio são, respectivamente, 
  16. 76. UFJF 2012
    Num laboratório, o professor demonstrou para seus alunos que obteve 1671 cm3 de vapor de água ao ferver 1g de água, cujo volume inicial era de 1cm3 , à pressão atmosférica (processo isobárico). Considerando-se que o calor de vaporização da água é de 539,75cal/g a 1atm (1,0x105 N/m2), e que 1cal = 4 joules, calcule a variação da energia interna do sistema em estudo e marque a alternativa CORRETA.
  17. 77. ITA 2002
    Uma máquina térmica reversível opera entre dois reservatórios térmicos de temperaturas 100 ºC e 127 ºC, respectivamente, gerando gases aquecidos para acionar uma turbina. A eficiência máxima dessa máquina é melhor representada por 
  18. 78. CEFET-MG 2012
    Uma máquina térmica possui um ciclo termodinâmico fechado e composto por duas transformações isobáricas e duas isovolumétricas. O calor rejeitado para a fonte fria é de 150 J, o trabalho durante a expansão volumétrica é de 300 J e na contração é de 250 J. Nessas condições, o calor cedido pela fonte quente e o rendimento térmico dessa máquina valem, respectivamente,
  19. 79. UNICENTRO 2010
    Um determinado recipiente de capacidade constante V = 20,0 l contém uma quantidade de hidrogênio de massa m = 2,0 g, sob pressão p = 1,23 atm. Sendo cv = 2,42 atm.l/mol.K o calor específico do hidrogênio a volume constante. Seja a constante universal dos gases R = 0,082 atm.l/mol.K. A quantidade de calor que se deve fornecer ao hidrogênio contido no recipiente, para que sua pressão seja elevada ao dobro vale
  20. 80. UNEMAT 2006
    Uma máquina térmica recebe por ciclo 2.500 joules de calor de uma fonte quente a 527 °C e rejeita parte deste calor para o ar atmosférico a 37 °C. Se a máquina está funcionando segundo o ciclo de Carnot, então a quantidade de calor rejeitada para o ar atmosférico pela máquina é:
  21. 81. UEG 2004
    Uma máquina térmica, funcionando no ciclo de Carnot, recebe por ciclo 1.000 J de calor de uma fonte quente a 302ºC e rejeita parte desse calor para o ar atmosférico a 27ºC.   Marque a alternativa CORRETA:
  22. 82. UEMG 2012
    A temperatura de um sistema pode ser alterada, quando ele troca trabalho ou calor com sua vizinhança. Seja um sistema constituído por um gás no interior de um cilindro, dotado de êmbolo móvel. Assinale, abaixo, a alternativa com a descrição CORRETA da situação em que a temperatura do sistema irá diminuir:
  23. 83. ITA 2013
    Diferentemente da dinâmica newtoniana, que não distingue passado e futuro, a direção temporal tem papel marcante no nosso dia-a-dia. Assim, por exemplo, ao aquecer uma parte de um corpo macroscópico e o isolarmos termicamente, a temperatura deste se torna gradualmente uniforme, jamais se observando o contrário, o que indica a direcionalidade do tempo. Diz-se então que os processos macroscópicos são irreversíveis, evoluem do passado para o futuro e exibem o que o famoso cosmólogo Sir Arthur Eddington denominou de seta do tempo. A lei física que melhor traduz o tema do texto é
  24. 84. UEM 2007
    Uma máquina térmica opera entre um reservatório térmico mantido à temperatura de 100 °C e outro mantido à temperatura ambiente.   Em que época do ano essa máquina atingiria sua maior eficiência?
  25. 85. UFV 2010
    Uma máquina térmica opera entre dois reservatórios de calor retirando em um ciclo de operação 1000 J de calor da fonte quente e transferindo 500 J de calor para a fonte fria. Se em 10 segundos a máquina térmica realiza 40 ciclos, marque a alternativa que apresenta o valor da potência dessa máquina:
  26. 86. CEFET-MG 2008
    Numa transformação de estado, para elevar a velocidade média das moléculas de um gás ideal, pode-se
  27. 87. CEFET-MG 2006
    A primeira lei da Termodinâmica estabelece a seguinte relação: ΔU = Q - ΔT, onde: ΔU = variação da energia interna de um sistema; Q = quantidade de calor que entra ou sai do sistema; ΔT = trabalho que o sistema faz ou sofre. Se um gás sofre uma expansão adiabática, então,
  28. 88. FCMMG 2008
    Nos depósitos de gás, botijões são colocados ao ar livre onde recebem o calor do Sol e se aquecem. Nesse processo, o gás do botijão sofre:
  29. 89. PUC-MG 2011
    Marque a afirmativa CORRETA.
  30. 90. UNIR 2010
    Em uma mesa redonda, três cientistas debatem a respeito de um ecossistema. De acordo com as leis da Termodinâmica, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.     ( ) Cientista 1 – A energia absorvida e armazenada pelas espécies produtoras é completamente aproveitada por toda a rede alimentar composta pelos produtores, consumidores primários, secundários e terciários, e pelos decompositores.   ( ) Cientista 2 – A afirmação do Cientista 1 é inadmissível, pois, de acordo com a segunda lei da Termodinâmica, é impossível existir um sistema que transforme integralmente em trabalho o calor absorvido de uma fonte a uma dada temperatura.   ( ) Cientista 3 – A afirmação do Cientista 1 é inadmissível, porque viola a primeira lei da Termodinâmica.     Marque a sequência correta
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