Termologia, Óptica e Ondas - Aula 17 (continuação)

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 1:
(UF Santa Maria-RS)
Um gás ideal sofre uma transformação: absorve 50 cal de energia na forma de calor e expande-se realizando um trabalho de 300 J. Considerando 1 cal = 4,2 J, a variação da energia interna do gás é, em J, de:

a) 250        b) –250        c) 510        d) –90        e) 90

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Revisão/Ex 2:
(UFLA-MG)
O diagrama pV da figura mostra uma transformação sofrida por 0,4 mol de um gás monoatômico ideal.

Considerando T_A = 300 K e T_B = 900 K, a quantidade de calor envolvida na transformação será (considere 1 cal = 4 J e R = 2 cal/mol.K):

 a) 220 cal      b) -1.220 cal      c) 2.500 cal      d) -2.500 cal      e) 1.220 cal

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Revisão/Ex 3:
(UFRGS)
É correto afirmar que, durante a expansão isotérmica de uma amostra de gás ideal:

a) a energia cinética média das moléculas do gás aumenta.
b) o calor absorvido pelo gás é nulo.
c) o trabalho realizado pelo gás é nulo.
d) o trabalho realizado pelo gás é igual à variação da sua energia interna.
e) o trabalho realizado pelo gás é igual ao calor absorvido pelo mesmo.

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Revisão/Ex 4:
(U.F.Uberlândia-MG)
Um gás ideal é comprimido tão rapidamente que o calor trocado com o meio é desprezível. É correto afirmar que:

a) a temperatura do gás diminui
b) o gás realiza trabalho para o meio exterior
c) a energia interna do gás aumenta
d) o volume do gás aumenta
e) a pressão do gás diminui

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Revisão/Ex 5:
(URCA)
Quando um sistema termodinâmico vai de um estado A para um estado B sua energia interna aumenta de 200 J. Ao retornar ao estado A o sistema cede 80 J de calor à sua vizinhança e realiza trabalho τ. O valor de τ é:

a) 120 J;
b) -120 J;
c) 120 cal;
d) 80 J;
e) 200 J.

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c
Desafio:
 
Um gás ideal monoatômico sofre a transformação AB indicada 
no diagrama p x V (diagrama de Clapeyron).

Calcule nesta transformação, em função de p₀ e V₀:

a) O trabalho trocado pelo gás.
b) A variação de energia interna.
c) A quantidade de calor trocada.

A resolução será publicada na próxima sexta-feira

Resolução do desafio anterior

Um gás passa do estado A para o estado B seguindo diferentes caminhos (AB, ACB, ADB), conforme indica a figura abaixo.

a) O trabalho que o gás realiza na transformação ACB é menor do que na transformação ADB.
b) O trabalho que o gás realiza é o mesmo nas três  transformações, isto é, o trabalho independe do caminho que leva o gás do estado A para o estado B.
c) A área do triângulo ACB é numericamente igual ao trabalho que o gás realiza na transformação ACB.
d) Na transformação AC o trabalho que o gás realiza é menor do que na transformação DB.
e) A temperatura do gás no estado B é maior do que no estado A.

a) Incorreta. 
O trabalho é numericamente igual à área delimitada pela curva que representa a transformação até o eixo dos vês. Assim, o trabalho que o gás realiza na transformação ACB é MAIOR do que na transformação ADB.
 
b) Incorreta. 
Por ser dado pela área, conforme descrito no item a), concluímos que o trabalho DEPENDE do caminho que leva o gás do estado A para o estado B.

c) Incorreta. 
A área do triângulo ACB é numericamente igual ao trabalho que o gás realiza na transformação cíclica ACBA.

d) Incorreta. 
As transformações AC e BD são isométricas. Logo os trabalhos são NULOS.
 
e) Correta. 
Pela Lei geral dos gases, temos: p_A.V_A/T_A = p_B.V_B/T_B.
Sendo p_A.V_A < p_B.V_B, resulta: T_A < T_B.