Exercícios de Termodinâmica - Conceitos Gerais

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  1. 1. UFRGS 2011
    Um balão meteorológico fechado tem volume de 50,0 m3 ao nível do mar, onde a pressão atmosférica é de 1,0x105 Pa e a temperatura é de 27°C. Quando o balão atinge a altitude de 25 km na atmosfera terrestre, a pressão e a temperatura assumem, respectivamente, os valores de 5,0 x 103 Pa e - 63°C. Considerando-se que o gás contido no balão se comporta como um gas ideal, o volume do balão nessa altitude é de:  
  2. 2. ENEM 2015
    Uma pessoa abre uma geladeira, verifica o que há dentro e depois fecha a porta dessa geladeira. Em seguida, ela tenta abrir a geladeira novamente, mas só consegue fazer isso depois de exercer uma força mais intensa do que a habitual. A dificuldade extra para reabrir a geladeira ocorre porque o(a)
  3. 3. UFRGS 2010
    Considere as afirmações a seguir, sobre gases ideais. I. A constante R presente na equação de estado de gases pV = nRT tem o mesmo valor para todos os gases ideais. II. Volumes iguais de gases ideais diferentes, à mesma temperatura e pressão, contêm o mesmo número de moléculas. III. A energia cinética média das moléculas de um gas ideal e diretamente proporcional à temperatura absoluta do gás. Quais estão corretas?
  4. 4. 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:
  5. 5. IFSP 2011
    No alto de uma montanha a 8°C, um cilindro munido de um êmbolo móvel de peso desprezível possui 1 litro de ar no seu interior. Ao Ievá-Io ao pé da montanha, cuja pressão é de 1 atmosfera, o volume do cilindro se reduz a 900 cm3 e sua temperatura se eleva em 6°C. A pressão no alto da montanha é aproximadamente, em atm, de:
  6. 6. UFPE 2005
    Uma panela de pressão com volume interno de 3,0 litros e contendo 1,0 litro de água é levada ao fogo. No equilíbrio térmico, a quantidade de vapor de água que preenche o espaço restante é de 0,2 mol. A válvula de segurança da panela vem ajustada para que a pressão interna não ultrapasse 4,1 atm. Considerando o vapor de água como um gás ideal e desprezando o pequeno volume de água que se transformou em vapor, calcule a temperatura. em 102 K, atingida dentro da panela.
  7. 7. 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:
  8. 8. Espcex (Aman) 2012
    Para um gas ideal ou perfeito temos que:
  9. 9. UFSM 2011
    A respeito dos gases que se encontram em condições nas quais seu comportamento pode ser considerado ideal, afirma-se que: I. a grandeza que é chamada de temperatura é proporcional à energia cinética média das moléculas. II. a grandeza que é chamada de pressão é a energia que as moléculas do gás transferem as paredes do recipiente que contém esse gás. III. a energia interna do gás é igual a soma das energias cinéticas das moléculas desse gás. Está(ão) correta(s):
  10. 10. ENEM 2014
    Um sistema de pistão contendo um gás é mostrado na figura. Sobre a extremidade superior do êmbolo, que pode movimentar-se livremente sem atrito, encontra-se um objeto. Através de uma chapa de aquecimento é possível fornecer calor ao gás e, com auxílio de um manômetro, medir sua pressão. A partir de diferentes valores de calor fornecido, considerando o sistema como hermético, o objeto elevou-se em valores Δh, como mostrado no gráfico. Foram estudadas, separadamente, quantidades equimo - lares de dois diferentes gases, denominados M e V. A diferença no comportamento dos gases no experimento decorre do fato de o gás M, em relação ao V, apresentar
  11. 11. ESC. NAVAL 2013
    Conforme mostra a figura abaixo, dois recipientes, A e B, termicamente isolados, de volumes iguais, estão ligados por um tubo delgado que pode conduzir gases, mas não transfere calor. Inicialmente, os recipientes são ocupados por uma amostra de um certo gás ideal na temperatura T0 e na pressão P0.Considere que a temperatura no recipiente A é triplicada, enquanto a do recipiente B se mantém constante. A razão entre a pressão final nos dois recipientes e a pressão inicial, P/P0, é:
  12. 12. PUCRS 2005
    A temperatura de um gás é diretamente proporcional a energia cinética das suas partículas. Portanto, dois gases A e B, na mesma temperatura, cujas partículas tenham massas na proporção de mA/mB=4/1 , terão as energias cinéticas médias das suas partículas na proporção ECA/ECB igual a:
  13. 13. 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,
  14. 14. UEL 2014
    O sistema de esgoto projetado pelas sociedades modernas ainda preserva a mesma estrutura básica dos sistemas construídos durante a Roma antiga, chamado de Cloaca Máxima. Com a criação dos sistemas de galerias subterrâneas, parte dos problemas de infraestrutura urbana e saúde pública foi solucionada, restando, no entanto, fatores que preocupam os responsáveis pela manutenção dessas galerias, dentre eles o confinamento de gases. Por se tratar de ambiente com pouca circulação de ar e por conter matéria orgânica em decomposição, produz, entre outros, o gás sulfídrico (H2S), que é inflamável (limite inferior de explosão 4,3 g de H2S(g) em 100 cm3 de espaço confinado), tornando importante o trabalho de manutenção dessas redes, pois seu entupimento sazonal pode causar sérios acidentes. (Adaptado de: . Acesso em: 23 abr. 2013.)   Em uma hipotética situação, uma rede de esgoto obstruída permaneceu fechada por dois dias, criando uma câmara de 1m3 contendo 4 mol de gás H2S a uma pressão de 2 atm. Em um dia quente (25 °C), ao fazer a manutenção, um funcionário está prestes a utilizar um maçarico para cortar a tubulação no local obstruído. Dados: Massas molares (g/mol): H = 1; S = 32. Nesta situação,
  15. 15. UEL 2015
    Além do flogístico, outro conceito que surge na origem da compreensão da termodinâmica é o calórico, fluido elástico que permearia todas as substâncias e se moveria de um corpo a outro através de processos de atração e repulsão. Conde Rumford, ao estudar a perfuração de canhões sob a água, concluiu que aparentemente haveria calórico ilimitado sendo expelido dos blocos metálicos ao longo do processo de usinagem, fato que contraria a premissa de que tal substância não poderia ser criada, somente conservada. Tais observações iniciaram a derrocada do conceito de calórico.   De acordo com a Física atual, é correto afirmar que o fenômeno observado por Rumford diz respeito à 
  16. 16. UNESP 2003
    Segundo a lei de Charles-Gay Lussac, mantendo-se a pressão constante, o volume ocupado por um gás aumenta proporcionalmente ao aumento da temperatura. Considerando a teoria cinética dos gases e tomando como exemplo o gás hidrogênio (H2), observa-se que este comportamento está relacionado ao aumento 
  17. 17. CEFET-CE 2005
    Usando os conceitos relacionados ao estudo dos gases, podemos afirmar corretamente que: 
  18. 18. UFAC 2011
    Em novembro de 1783, na presença do rei Luís XVI e da rainha Maria Antonieta, foi realizado em Paris o primeiro vôo tripulado em um balão inflado com ar quente. Poucos dias depois, em dezembro do mesmo ano, o químico francês Jacques Alexandre Cesar Charles (1746 – 1823), famoso por seus experimentos com balões, foi responsável pelo segundo vôo usando um gás muito mais leve que o ar – o hidrogênio, recém descoberto à época. Mesmo apresentando grande risco de explosão, porque esse gás é altamente inflamável, a aventura teve sucesso e o hidrogênio ainda foi usado por mais de 150 anos. Imaginando-se que, para geração do hidrogênio, Charles usou cerca de 240,0 litros de solução aquosa de ácido clorídrico de concentração 12 mol. L-1 e 80,64 kg de ferro metálico puro, através da reação química representada pela equação,   Fe(s)  +  2HCl(aq)  →  FeCl2(aq)  +  H2(g),   então, na temperatura de 25 ºC e pressão de 1 atm, o volume de gás hidrogênio, considerado gás ideal, para inflar o balão foi de, aproximadamente,   Dados: Massas Molares (g.mol-1): H = 1,0; Cl = 35,5 e Fe = 56,0; R = 0,082 L.atm.K-1.mol-1 (Constante Universal dos Gases); T (K) = T(ºC) + 273.  
  19. 19. UFAC 2011
    Suponha que se definiu uma nova unidade de medida de comprimentos, o tetro. Para isso, foi usada como padrão uma barra metálica, mantida a temperatura constante, na cidade X. Para usar a nova convenção, três pessoas, uma em cada cidade, mediram um objeto de mesmo comprimento. As cidades onde as medições foram realizadas são X, A e B. Sabe-se que as cidades A e B possuem uma temperatura média menor e maior do que X, respectivamente. Se a medida do objeto em X, comparada ao padrão, é de 0,5 tetro, a alternativa correta será:  
  20. 20. 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)
  21. 21. ITA 2015
    Contribuíram de forma direta para o desenvolvimento do conceito de pressão atmosférica:
  22. 22. 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.
  23. 23. UFPR 2015
    O estudo da calorimetria e das leis da termodinâmica nos dá explicações para vários fenômenos encontrados na natureza. Considere o seguinte texto que apresenta a explicação, do ponto de vista dessas áreas da Física, para a formação das nuvens:   Quando uma porção de ar aquecido sobe, contendo água que acabou de __________ da superfície, passa a estar submetida a uma pressão cada vez __________. A rápida variação na pressão provoca uma rápida expansão do ar junto com uma redução de seu/sua __________. Essa rápida expansão é considerada __________, isto é, sem troca de calor com sua vizinhança, porque ocorre muito rapidamente. O gás em expansão __________ energia interna ao se expandir, e isso acarreta seu resfriamento até atingir uma temperatura na qual a quantidade de vapor de água é suficiente para saturar o ar naquele ponto e assim formar as nuvens.   Assinale a alternativa que preenche as lacunas corretamente.
  24. 24. UFPR 2015
    “Gelo de fogo” escondido em permafrost é fonte de energia do futuro? Conhecido como "gelo que arde", o hidrato de metano consiste em cristais de gelo com gás preso em seu interior. Eles são formados a partir de uma combinação de temperaturas baixas e pressão elevada e são encontrados no limite das plataformas continentais, onde o leito marinho entra em súbito declive até chegar ao fundo do oceano. Acredita-se que as reservas dessa substância sejam gigantescas. A estimativa é de que haja mais energia armazenada em hidrato de metano do que na soma de todo petróleo, gás e carvão do mundo. Ao reduzir a pressão ou elevar a temperatura, a substância simplesmente se quebra em água e metano – muito metano. Um metro cúbico do composto libera cerca de 160 metros cúbicos de gás a pressão e temperatura ambiente, o que o torna uma fonte de energia altamente intensiva.  Disponível em: http://www.bbc.co.uk/portuguese/noticias/2014/04/140421_energia_metano_ms.shtml. Acessado em 21/04/2014. Texto adaptado.  Dado: R = 8,2 x 10-5 m3 atm K-1 mol-1    Para armazenar todo o gás do interior de 1 m3 de “gelo de fogo” num cilindro de 1 m3 e a temperatura de 0 °C, é necessária uma pressão (em atm) de
  25. 25. ITA 2014
    Joseph Black (1728-1799), médico, químico e físico escocês, conceituou o calor específico. Esta conceituação teve importantes aplicações práticas, dentre elas a máquina a vapor, desenvolvida pelo engenheiro escocês James Watt (1736-1819). Que componente do motor a vapor desenvolvido por Watt revolucionou seu uso e aplicação?
  26. 26. ITA 2014
    Considere um mol de um gás que se comporta idealmente, contido em um cilindro indeformável provido de pistão de massa desprezível, que se move sem atrito. Com relação a este sistema, são feitas as seguintes afirmações:   I. Se o gás for resfriado contra pressão externa constante, o sistema contrai-se. II. Se pressão for exercida sobre o pistão, a velocidade média das moléculas do gás aumenta. III. Se o sistema for aquecido a volume constante, a velocidade média das moléculas aumenta, independentemente da natureza do gás. IV. A velocidade média das moléculas será maior se o gás for o xenônio e menor se for o argônio.   Das afirmações acima, está(ão) ERRADA(S) apenas
  27. 27. 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
  28. 28. UERJ 2012
    Em um reator nuclear, a energia liberada na fissão de 1 g de urânio é utilizada para evaporar a quantidade de 3,6 x 104 kg de água a 227 oC e sob 30 atm, necessária para movimentar uma turbina geradora de energia elétrica. Admita que o vapor d’água apresenta comportamento de gás ideal.   O volume de vapor d’água, em litros, gerado a partir da fissão de 1 g de urânio, corresponde a:
  29. 29. FUVEST 2015
    O desenvolvimento de teorias científicas, geralmente, tem forte relação com contextos políticos, econômicos, sociais e culturais mais amplos. A evolução dos conceitos básicos da Termodinâmica ocorre, principalmente, no contexto
  30. 30. CEFET-RJ 2008
    Calor é energia térmica em trânsito. A propagação de calor está sempre ocorrendo a nossa volta. Ao abrirmos a geladeira, colocarmos gelo em um refrigerante, ao andarmos pelas ruas, ao estarmos em um local refrigerado.   A propagação de calor entre dois corpos, isolados termicamente do ambiente externo, se fará do corpo com
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