Atividade avaliativa
Data da devolução
o
Física – 3 Bimestre
/
Professor(a)
ADRIANO
Aluno(a)
/ 2015
Turma
32__
Número
Nota
Atenção: Utilize somente os espaços reservados para a resolução das questões. Caso as
questões sejam resolvidas fora dos espaços reservados ou entregues em outra folha,
serão descontados dois pontos da nota final dessa avaliação.
1. Sobre as transformações termodinâmicas que podem ocorrer com um gás ideal confinado em um cilindro com pistão,
assinale verdadeiro ou falso.
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)I. Um gás ideal realiza trabalho ao se expandir, e nesse processo o trabalho é positivo.
)II. Em uma transformação adiabática, o trabalho é numericamente igual à energia interna.
)III. A energia interna de uma amostra de gás ideal não varia, quando este sofre uma transformação isovolumétrica.
)IV. Quando o gás ideal sofre uma contração, o trabalho é realizado por um agente externo sobre o gás ideal.
)V. O gás ideal não realiza trabalho em uma transformação isovolumétrica.
)VI. A energia interna não varia numa transformação isotérmica.
2. Um técnico de manutenção de máquinas pôs para funcionar um motor térmico que retira uma quantidade de calor de
1200 J de uma fonte quente e realiza 700 J de trabalho. Para esse processo, calcule:
a) a variação de energia interna da máquina.
b) o rendimento da máquina térmica.
3. A variação da energia interna de um gás ideal em um processo isobárico foi igual a 1600 J. Se o gás ficou submetido a
uma pressão constante de 500 N/m2 e a quantidade de energia que recebeu do ambiente sob a forma de calor foi igual a
2000 J, responda:
a) Qual o valor do trabalho realizado pela força do gás?
b) Qual a variação de volume sofrido pelo gás durante o processo?
4. Um gás ideal em equilíbrio termodinâmico tem pressão de 1,0×105 N/m2, volume de 2,0×10−3 m3 e temperatura de
300 K. O gás é aquecido lentamente à pressão constante recebendo uma quantidade de 375 J de calor até atingir um
volume de 3,0×10−3 m3.
a) Calcule a temperatura do gás em seu estado final.
b) Calcule a variação da energia interna do gás entre os estados inicial e final.
5. O gráfico abaixo mostra os valores de volume e temperatura durante uma transformação à pressão constante
P = 120 N/m2. A quantidade de calor recebida pelo gás durante o processo foi de
800 J. A partir dessas informações, responda:
a) Qual o valor do trabalho realizado pela força do gás?
b) Qual o valor da variação da energia interna do gás?
6. Duas porções gasosas de mesma massa devem sofrer a mesma variação de temperatura. A porção I será aquecida
durante um processo isobárico, enquanto a porção II será aquecida durante um processo isovolumétrico. Qual das
porções deverá receber maior quantidade de calor? Explique.
7. Uma jarra de vidro encontra-se fechada, de modo bem justo, com uma tampa metálica. Ninguém, numa sala com
vários estudantes, consegue abri-la. O professor informa que os coeficientes de dilatação térmica volumétrica do vidro e
do metal são respectivamente iguais a 2,7 x 10–5 °C–1 e 6,9 x 10–5 °C–1, e pede a um estudante que utilize esta
informação para abri-la. Proponha uma maneira para abrir a jarra.
8. Quando se constrói uma estrada de ferro, deve-se distanciar um trilho do outro para que a dilatação térmica não
produza a deformação dos trilhos. Na construção de uma ferrovia, com trilhos de ferro de 8 m de comprimento, calcule a
distância mínima que deve ser deixada entre dois trilhos consecutivos, para uma variação máxima de temperatura de
+50 °C em relação à temperatura ambiente do dia de instalação dos trilhos.
(Coeficiente de dilatação do ferro = 1,2 × 10-5 °C-1)
9. No estudo dos materiais utilizados para a restauração de dentes, os cientistas pesquisam entre outras características o
coeficiente de dilatação térmica. Se utilizarmos um material de dilatação térmica inadequado, poderemos provocar sérias
lesões ao dente, como uma trinca ou até mesmo sua quebra. Nesse caso, para que a restauração seja considerada ideal,
o coeficiente de dilatação volumétrica do material de restauração deverá ser igual, maior ou menor do que o coeficiente
de dilatação volumétrica do dente? Explique.
10. O tanque de gasolina de um carro com capacidade para 60 litros, é completamente cheio a 10 °C, e o carro deixado
num estacionamento onde a temperatura é de 30 °C. Sendo o coeficiente de dilatação volumétrica da gasolina iguala
1,1.10-3 °C-1 e considerando desprezível a variação de volume do tanque, calcule a quantidade de gasolina derramada,
em litros.
11. Observe a sequência de quadrinhos abaixo.
Explique fisicamente como foi possível desatarraxar a porca do eixo.
12. A ponte AB deve ser apoiada sobre os pilares P1 e P2. O terreno sobre o qual os pilares serão colocados é irregular e
por isso os comprimentos de P1 e P2 serão diferentes. Para que a ponte permaneça sempre sobre a direção horizontal,
independentemente da temperatura ambiente, a dilatação térmica dos pilares deverá ser a mesma. Para que isso seja
possível, qual a relação entre os coeficientes de dilatação dos pilares?
13. O volume de um bloco metálico sofre um aumento de 0,6% quando sua temperatura varia de 200ºC. Qual o valor do
coeficiente de dilatação de dilatação linear desse metal, em ºC-1?