PROVA DE FÍSICA – 2o TRIMESTRE DE 2014
PROFa. TERESA
NOME __________________________________________________ No________ 2a SÉRIE ______
A compreensão do enunciado faz parte da questão. Não faça perguntas ao examinador.
A prova deve ser feita com caneta azul ou preta.
É terminantemente proibido o uso de corretor. Respostas com corretor serão anuladas.
Esta prova tem OITO questões dissertativas em QUATRO páginas.
ESCREVA SEU NOME EM TODAS AS FOLHAS DA PROVA.
1. O gráfico ao lado ilustra uma transformação sofrida por 100 mols de um
gás ideal que recebe do meio exterior uma quantidade de calor 18.10 5 J.
Dado R=8 J/mol.K, determine:
a) o trabalho realizado pelo gás;
b) a variação da energia interna do gás;
c) a temperatura do gás no estado A.
2. O gráfico corresponde ao aquecimento de 1 mol de um gás perfeito
monoatômico. Sendo a constante universal dos gases R = 8 J/mol.K,
determine para a transformação:
a) o trabalho realizado pelo gás;
b) a variação da energia interna;
c) a quantidade de calor trocada pelo gás.
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RASCUNHO
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3. A figura representa um cilindro contendo um gás ideal em três estados, 1, 2 e 3, respectivamente. No
estado 1, o gás está submetido à pressão P 1 = 1,2.105 Pa e ocupa um volume V1 = 0,008 m3 à temperatura
T1. Acende-se uma chama de potência constante sob o cilindro, de maneira que ao receber 500 J de calor
o gás sofre uma expansão lenta e isobárica até o estado 2, quando o êmbolo atinge o topo do cilindro e é
impedido de continuar a se mover. Nesse estado, o gás passa a ocupar um volume V 2 = 0,012 m3 à
temperatura T2. Nesse momento, o êmbolo é travado de maneira que não possa mais descer e a chama é
apagada. O gás é, então, resfriado até o estado 3, quando a temperatura volta ao valor inicial T 1 e o gás
fica submetido a uma nova pressão P3. Considerando que o cilindro tenha capacidade térmica desprezível,
calcule:
a) a variação de energia interna sofrida pelo gás quando ele é levado do estado 1 ao estado 2
b) o valor da pressão final P3.
4. Um gás perfeito é comprimido adiabaticamente, realizando-se um trabalho de módulo 700 J.
a) Qual a variação da energia interna sofrida pelo gás nessa transformação?
b) Como se modificam o volume, a temperatura e a pressão do gás no processo adiabático em questão?
Justifique.
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NOME __________________________________________________ No________ 2a SÉRIE ______
5. Um sistema termodinâmico é levado do estado inicial A a outro estado B e, depois, trazido de volta até A
através do estado C, conforme o diagrama p.v da figura.
a) Complete a tabela atribuindo sinais (+), (-) ou zero às grandezas termodinâmicas associadas a cada
processo. W significa trabalho, Q calor fornecido ao sistema e ΔU variação da energia interna.
b) Calcule o trabalho realizado pelo sistema e a variação da energia interna durante o ciclo.
6. Em um experimento de termodinâmica, determinada massa constante de gás considerado ideal está
confinada em um recipiente de capacidade térmica desprezível. Uma das paredes desse recipiente pode
mover-se, alterando o volume disponível para o gás. O experimento é feito em duas etapas, AB e BC,
representadas no diagrama pxv. A transformação AB é isobárica e a transformação BC é isotérmica.
a) Qual a pressão do gás no estado A?
b) Qual o trabalho realizado pelo gás na transformação AB?
c) Qual a variação da energia interna do gás na transformação BC?
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7. Um gás ideal passa pelo processo termodinâmico representado pelo diagrama P×V. O gás, que se
encontrava à temperatura de 57oC no estado inicial A, comprime-se até o estado B, pela perda de 800 J
de calor nessa etapa. Em seguida, é levado ao estado final C, quando retorna à temperatura inicial. A linha
tracejada representa uma isoterma.
Considerando os valores indicados no gráfico e que a massa do gás tenha permanecido constante durante
todo o processo, calcule:
a) a temperatura do gás, em graus Celsius, no estado B.
b) o calor, em joules, recebido pelo gás de uma fonte
externa, quando foi levado do estado B para o
estado final C.
8. Em uma máquina térmica são fornecidos 3kJ de calor pela fonte quente para o início do ciclo e 780J
passam para a fonte fria. Qual o rendimento dessa máquina, se considerarmos que toda a energia que
não é transformada em calor passa a realizar trabalho?
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