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FÍSICA BÁSICA II
1º SEMESTRE DE 2015
Professor: Anderson H.R.Ferreira
3º LISTA DE EXERCÍCIOS
Instruções:
Tenha sempre em mãos uma Calculadora Científica, pois a mesma será utilizada
exaustivamente no curso de FÍSICA BÁSICA II. Logo no início do curso será feita uma
revisão de algumas operações imprescindíveis com o uso da calculadora.
UNIDADE III – Teoria Cinética dos Gases
Exercício 1
𝑔
O ouro tem uma massa molar de 197 [𝑚𝑜𝑙].
a) Quantos mols de ouro existem em uma amostra de 2,50[𝑔] de ouro puro ?
b) Quantos átomos existem na amostra?
Resp:
a) 0,0127[𝑚𝑜𝑙].
b) 𝑁 = 7,64 × 1021 [á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠]
Exercício 2
Determine a massa em quilogramas de 7,50 × 1024 [á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠] de arsênico, que
𝑔
possui uma massa de molar de 74,9 [𝑚𝑜𝑙].
Resp:
0,933[𝑘𝑔].
Unidade III – Termodinâmica Mód.II
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Exercício 3
Sabendo-se que um gás ideal possui um volume de 1,00[𝑐𝑚3 ] e uma pressão de
100[𝑃𝑎] a uma temperatura de 220 [𝐾]. Calcule:
a) O número de mols
b) O número de moléculas
Resp:
a) 5,47 × 10−8 [𝑚𝑜𝑙].
b) 𝑁 = 3,29 × 1016 [𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠]
Exercício 4
Uma certa quantidade de um gás ideal a 10,0 [ºC] e 100 [kPa] ocupa um volume de
2,50 [m3]. Baseado nessas informações determine:
a) Quantos mols do gás estão presentes?
b) Se a pressão é aumentada para 300 [kPa] e a Temperatura é aumentada para 30,0
[ºC], que volume o gás passará a ocupar? Suponha que não há vazamentos
Resp:
a) 106 [mol]
b) 0,892 [m3]
Exercício 5
O ar que inicialmente ocupa 0,240 [m3] à pressão manométrica de 103,0 [kPa] se
expande isotermicamente para uma pressão de 101,3 [kPa] e em seguida é resfriado à
pressão constante até atingir o volume inicial. Calcule o trabalho realizado pelo ar.
(Pressão manométrica é a diferença entre a pressão real e a pressão atmosférica).
Resp:
W = 9.55 [kJ]
Exercício 6
O volume de um gás ideal é reduzido adiabaticamente de 200 [L] para 74,3 [L]. A
pressão e a Temperatura iniciais são 1,00 [atm] e 300 [K]. A pressão final é 4 [atm].
a) O gás é monoatômico, diatômico ou poliatômico?
b) Qual é a Temperatura final?
c) Quantos mols existem no gás?
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Resp:
a) diatômico
b) Tf = 445.80 [K]
c) n = 8.103 [mols]
Exercício 7
Um certo gás ocupa um volume de 4,3[𝐿] a uma pressão de 1,2[𝑎𝑡𝑚] e a uma
temperatura de 310[𝐾]. Ele é comprimido adiabaticamente para um volume de 0,76[𝐿].
Determine :
a) A pressão final 𝑝𝑓 [𝑎𝑡𝑚]
b) A temperatura final 𝑇𝑓 [𝐾] supondo que o gás é ideal e que 𝛾 = 1,4
Resp:
a) 𝑝𝑓 = 14[𝑎𝑡𝑚].
b) 𝑇 = 6,2 × 102 [𝐾]
Exercício 8
A seguinte figura abaixo:
Mostra um ciclo reversível a que é submetido 1,00 [mol] de um gás monoatômico ideal.
O volume 𝑉𝑐 = 8,00 𝑉𝑏 . O processo bc é adiabático com 𝑝𝑏 = 10,00 [𝑎𝑡𝑚] e 𝑉𝑏 =
1,00 × 10−3 𝑚3 . Para o ciclo, determine:
a) A energia fornecida ao gás em forma de calor
b) A energia liberada pelo gás em forma de calor
c) O trabalho líquido realizado pelo gás
d) A eficiência do ciclo
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Resp:
a)
b)
c)
d)
𝑄𝑒 = 1.47[𝑘𝐽][%].
𝑄𝑠 = −5.54[𝑘𝐽]
𝑊 = 0.918[𝑘𝐽]
𝜂 = 0.624
Exercício 9
Uma Máquina de Carnot absorve 52[𝑘𝐽] na forma de calor e rejeita 36[𝑘𝐽] na forma
de calor em cada ciclo. Calcule:
a) A eficiência da máquina em [%]
b) O trabalho realizado por ciclo em [kJ]
Resp:
e) 𝜂 = 31[%].
f) 𝑊 = 16[𝑘𝐽]
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1].
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl (Coaut.
de). Fundamentos de física. 8. ed. Rio de Janeiro, RJ: Livros Técnicos e Científicos,
2009. 4v., il. ISBN 9788521616054 (broch.).
[2].
NUSSENZVEIG, H. Moyses. Curso de física básica. São Paulo, SP: Edgard
Blucher, c1983. 2v.
[3].
TELLES, Dirceu D'Alkmin; MONGELLI NETTO, João (org.). Física com
aplicação tecnológica. São Paulo: Blucher, 2011. nv., il. ISBN 9788521205876 (broch.).
[4].
FEYNMAN, Richard P. Física em seis lições: fundamentos da física explicados
por seu mais brilhante professor. 6. ed. Rio de Janeiro, RJ: Ediouro, 2001. 205 p. ISBN
8500004797 (broch.).
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