Problemas de Termodinâmica

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Questão 1/10 - Física - Termodinâmica e Ondas
Um gás sofre uma expansão de 3 litros a 24 litros à pressão inicial de 20atm e à temperatura constante. Determinar o trabalho realizado pelo sistema:
Assinale a alternativa correta:
Nota: 10.0
	
	A
	1,10.104J
	
	B
	1,08.104J
	
	C
	1,26.104J
Você assinalou essa alternativa (C)
Você acertou!
	
	D
	2,82.104J
Questão 2/10 - Física - Termodinâmica e Ondas
Calcule o rendimento termodinâmico ideal de uma máquina térmica que opera entre as temperaturas 100ºC e 400ºC, respectivamente:
Assinale a alternativa correta:
Nota: 10.0
	
	A
	44,6 %
Você assinalou essa alternativa (A)
Você acertou!
	
	B
	67,6 %
	
	C
	78,2 %
	
	D
	85,5 %
Questão 3/10 - Física - Termodinâmica e Ondas
Um pneu tem um volume de 1000 pol³ e contém ar a pressão manométrica de 24 lb/pol², a temperatura de 0 ºC. Qual a pressão manométrica do ar no pneu, quando sua temperatura sobe para 27 ºC e seu volume para 1020 pol³? Considere a Patm=14,7 lb/pol²
Assinale a alternativa correta:
Nota: 10.0
	
	A
	26 lb/pol²
Você assinalou essa alternativa (A)
Você acertou!
	
	B
	29 lb/pol²
	
	C
	32 lb/pol²
	
	D
	37 lb/pol²
Questão 4/10 - Física - Termodinâmica e Ondas
Uma certa massa de água de 10kg cai de uma altura de 854m. Supondo-se que toda a energia desenvolvida se converte em calor para aquecer a água, determinar a temperatura final desta, supondo que a temperatura inicial é de 20ºC. Dados: c= 1 cal/gºC
Assinale a alternativa correta:
Nota: 10.0
	
	A
	20,3ºC
	
	B
	22ºC
Você assinalou essa alternativa (B)
Você acertou!
	
	C
	34ºC
	
	D
	36ºC
Questão 5/10 - Física - Termodinâmica e Ondas
Encontre o número de moles  e o número de moléculas de um gás contido em um recipiente de volume igual a 1 cm3, com pressão de 100 Pa e  temperatura de 220 K.
Assinale a alternativa correta:
Nota: 10.0
	
	A
	5,47.10-8 moles; 3,29.1016 moléculas
Você assinalou essa alternativa (A)
Você acertou!
	
	B
	6,46.10-8 moles; 5,29.1016 moléculas
	
	C
	7,99.10-8 moles; 8,29.1016 moléculas
	
	D
	8,77.10-8 moles; 9,29.1016 moléculas
Questão 6/10 - Física - Termodinâmica e Ondas
Um gás dentro de uma câmara fechada percorre o ciclo mostrado no diagrama p – V da Figura. Calcule a energia resultante adicionada ao sistema sob a forma de calor durante um ciclo completo.
Assinale a alternativa correta:
Nota: 10.0
	
	A
	- 10 J
	
	B
	- 20 J
	
	C
	- 30 J
Você assinalou essa alternativa (C)
Você acertou!
	
	D
	- 40 J
Questão 7/10 - Física - Termodinâmica e Ondas
Em um processo isobárico, a temperatura de 5kg de N2 gasoso sobe 10ºC a 130ºC. Determine a quantidade de calor necessário para isto. Os calores específicos  do gás N2 cp=0,248 kcal/kgK e cv=0,177 kcal/kgK
Assinale a alternativa correta:
Nota: 10.0
	
	A
	100kcal
	
	B
	149kcal
Você assinalou essa alternativa (B)
Você acertou!
	
	C
	209kcal
	
	D
	342kcal
Questão 8/10 - Física - Termodinâmica e Ondas
Um processo termodinâmico ocorre quando o sistema termodinâmico é alterado de um estado inicial para um outro estado final.
Entre os seguintes processos entre estados termodinâmicos qual tem maior variação positiva da energia interna?
Nota: 10.0
	
	A
	Você realiza 250 J de trabalho sobre um sistema, ele transfere 250 J de calor para o meio ambiente.
	
	B
	Você realiza 250 J de trabalho sobre o sistema, ele absorve 250 J de calor do meio ambiente.
Você assinalou essa alternativa (B)
Você acertou!
	
	C
	O sistema realiza 250 J de trabalho sobre você, ele transfere 250 J de calor para o meio ambiente.
	
	D
	O sistema realiza 250 J de trabalho sobre você, ele absorve 250 J de calor do meio ambiente.
Questão 9/10 - Física - Termodinâmica e Ondas
O melhor vácuo que pode ser obtido em um laboratório corresponde a pressão de 1,01.10-13 Pa. Quantas moléculas existem por cm³ em tal vácuo, a 293K? Dados: R= 8,314 J/mol.K  1mol=6,022.1023moléculas
Assinale a alternativa correta:
Nota: 10.0
	
	A
	13 moléculas
	
	B
	15 moléculas
	
	C
	17 moléculas
	
	D
	25 moléculas
Você assinalou essa alternativa (D)
Você acertou!
Questão 10/10 - Física - Termodinâmica e Ondas
O motor Stirling, veja na figura 1, é um tipo de máquina térmica. Sua operação é baseada em um ciclo fechado com expansão e contração de um gás, normalmente utiliza-se o ar atmosférico, mas pode ser outro, por exemplo, hélio ou hidrogênio. Esse gás move-se entre duas câmeras que se encontram em diferentes temperaturas, desta forma o gás é resfriado e aquecido de forma alternada ciclicamente, sofrendo contração e expansão, ação que força os pistões, que por sua vez, giram o volante por meio do virabrequim transformando energia térmica em energia mecânica.
Figura 1 – Motor Stirling
fonte: https://engenharia360.com/o-que-e-como-funciona-e-como-fazer-um-motor-de-stirling/
O ciclo termodinâmico de funcionamento do motor, chamado convenientemente de ciclo Stirling, possui 4 processos termodinâmicos, como se pode ver no diagrama pressão x volume, figura 2
Figura 2 – Diagrama pressão x volume – Fonte: Autor
No processo termodinâmico do estado A para o estado B, ocorre uma expansão isotérmica devido ao calor recebido pela fonte quente. Já na etapa do estado termodinâmico B para o estado C ocorre uma transformação isocórica, nesta etapa o fluido de trabalho perde calor para fonte fria diminuindo sua temperatura.
Com menor temperatura o gás se contrai sofrendo uma compressão isotérmica, etapa que pode ser observada do estado termodinâmico C para o D. Para completar o ciclo, o último processo, do estado D para o estado A, ocorre a volume constante, o gás sofre um aquecimento isocórico ao receber calor da fonte quente, aumentando a sua pressão e temperatura.
Com base no diagrama pressão x volume apresentado na figura 2 e nas leis da termodinâmica, avalie as afirmações a seguir
I - Considerando a quantidade de gás n = 1 mol e a constante do gases R = 8,31 J/mol.K, a temperatura do gás no trecho AB será igual a 272 K.
II - No trecho AB, há troca de energia, tanto em forma de calor, como em forma de trabalho, porém, não acontecerá a variação da energia interna. Todo calor fornecido irá realizar trabalho Q = W.
III. No trecho DA, é um processo que ocorre a volume constante. Nenhuma das grandezas, energia interna, calor e trabalho será igual a zero. O trabalho realizado será dado por W = P.(VA – VB).
IV - No trecho BC, não existe troca de energia na forma de trabalho entre o sistema e o ambiente. A energia adicionada na forma de calor ficará dentro do sistema aumentando a energia interna do sistema.
V - Conhecendo-se a temperatura da fonte quente TH e a temperatura da fonte fria TC pode-se determinar o rendimento “e” da máquina térmica pela relação e=(TH−TC)TH�=(��−��)��.
É correto apenas o que se afirma em:
Nota: 10.0
	
	A
	I, II, III e IV
	
	B
	I, II, III e V.
	
	C
	I, II, IV e V.
Você assinalou essa alternativa (C)
Você acertou!
	
	D
	II, III, IV e V.
	
	E
	I, III, IV e V.