Cursos do Blog - Respostas 07/06

Termodinâmica (II)

Borges e Nicolau

Exercício 1:
Numa transformação isocórica, uma determinada massa de gás recebe a quantidade de calor igual a 1000 J.

a) Determine o trabalho que o gás troca com o meio exterior e a correspondente variação de energia interna.
b) Como se modificariam as respostas anteriores se o gás cedesse uma quantidade de calor de módulo 1000 J?

Respostas:
a) τ = 0; ΔU = +1000 J
b) τ = 0; ΔU = -1000 J

Exercício 2:
Numa transformação isotérmica, uma determinada massa de gás recebe a quantidade de calor igual a 1000 J.

a) Determine o trabalho que o gás troca com o meio exterior e a correspondente variação de energia interna.
b) Como se modificariam as respostas anteriores se o gás cedesse uma quantidade de calor de módulo 1000 J?

Respostas:
a) τ = +1000 J; ΔU = 0
b) τ = -1000 J; ΔU = 0

Exercício 3:
Numa transformação isobárica, 2 mols de um  gás perfeito monoatômico recebem uma certa quantidade de calor e consequentemente sua temperatura varia de 300 K a 400 K. Determine:
x
a) o trabalho que o gás troca com o meio exterior;
b) a correspondente variação de energia interna;
c) a quantidade de calor recebida
Dado: R = 8,31 J/mol.K 

Respostas:
a) τ = +1662 J
b) ΔU = +2493 J
c) Q = +4155 J

Exercício 4:
Numa transformação adiabática, uma determinada massa de gás realiza sobre o meio exterior um trabalho de 1000 J.

a) Determine a quantidade de calor  que o gás troca com o meio exterior e a correspondente variação de energia interna.
b) Como se modificariam as respostas anteriores se o gás recebesse do meio exterior um trabalho de módulo 1000 J?

Respostas:
a) Q = 0; ΔU = -1000 J
b) Q = 0; ΔU = +1000 J

Exercício 5:
Um gás sofre uma compressão ou uma expansão muito rápida. Sendo o intervalo de tempo no qual ocorre a transformação muito pequeno não há tempo para o gás trocar calor com o meio exterior. Nestas condições, a transformação é considerada adiabática.

a) Analise o que ocorre, numa compressão adiabática, com a temperatura T, a energia interna U e a pressão p, dizendo se estas grandezas aumentam ou diminuem? Cite exemplos do dia a dia onde ocorre tal transformação.
b) Analise o que ocorre, numa expansão adiabática, com a temperatura T, a energia interna U e a pressão p, dizendo se estas grandezas aumentam ou diminuem? Cite exemplos do dia a dia onde ocorre tal transformação.

Respostas:
a) Compressão adiabática: T, U e p aumentam
• Ao comprimir rapidamente o ar de uma bomba, ao encher um pneu ou uma bola, nota-se que a bomba se aquece.
• Com a mesma bomba, tampe com um dedo a saída de ar. Comprima rapidamente. Você sentirá um aumento da  temperatura.
 
b) Expansão adiabática: T, U e p diminuem
• Sopre com a boca aberta sobre sua mão. Você sentirá que o ar sai quente. Sopre agora rapidamente com a boca fazendo um “biquinho”. Você notará que o ar sai bem mais frio.
• Ao acionar um "spray" há uma expansão rápida e o tubo fica mais frio.