Física 1 -68

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Questão 71 - (UNIFESP 2011)  
Em um trocador de calor fechado por paredes diatérmicas, inicialmente o gás monoatômico ideal é 
resfriado por um processo isovolumétrico e depois tem seu volume expandido por um processo 
isobárico, como mostra o diagrama pressão versus volume. 
A
B
P(105 Pa)
C
1
3
2 6 V(10-2 m3)
 
a) Determine a relação entre a temperatura inicial, no estado termodinâmico A, e final, no estado 
termodinâmico C, do gás monoatômico ideal. 
b) Calcule a quantidade total de calor trocada em todo o processo termodinâmico AC. 
 
A T r a n s f o r m a ç ã o A d i a b á t i c a 
Questão 72 
Um estudante manuseava uma bomba manual (metálica) de encher bola de futebol. Mantendo o 
orifício de saída do ar tapado com seu dedo, ele comprimia rapidamente o êmbolo e observava que o 
ar dentro da bomba era aquecido. Das alternativas a seguir, qual você usaria para explicar o 
fenômeno descrito? 
a) Quando se comprime um gás, sua temperatura sempre aumenta. 
b) Quando se comprime rapidamente um gás, facilita-se a troca de calor entre o ar que está dentro 
da bomba e o meio externo. 
c) Devido à rapidez da compressão, o ar que está dentro da bomba não troca calor com o meio 
externo; assim, o trabalho realizado provoca aumento da energia interna desse ar. 
d) A compressão rápida do ar foi feita isobaricamente, provocando aumento na velocidade de suas 
partículas. 
e) O fenômeno descrito é impossível de ocorrer, pois, sendo o corpo da bomba metálico, qualquer 
energia que seja fornecida para o ar interno será imediatamente transferida para o meio externo. 
 
Questão 73 
(UFSCar-SP) Mantendo uma estreita abertura em sua boca, assopre com vigor sua mão agora! Viu? 
Você produziu uma transformação adiabática! Nela, o ar que você expeliu sofreu uma violenta 
expansão, durante a qual: 
a) O trabalho realizado correspondeu à diminuição da energia interna desse ar, por não ocorrer troca 
de calor com o meio externo. 
b) O trabalho realizado correspondeu ao aumento da energia interna desse ar, por não ocorrer troca 
de calor com o meio externo. 
c) O trabalho realizado correspondeu ao aumento da quantidade de calor trocado por esse ar com o 
meio, por não ocorrer variação da sua energia interna. 
d) Não houve realização de trabalho, uma vez que o ar não absorveu calor do meio e não sofreu 
variação da energia interna. 
e) Não houve realização de trabalho, uma vez que o ar não cedeu calor para o meio e não sofreu 
variação de energia interna. 
 
Questão 74 (UFLA-MG) 
A Termodinâmica faz nítida distinção entre o objeto de seu estudo, chamado sistema, e tudo aquilo 
que o envolve e pode interagir com ele, chamado meio. Considere um sistema constituído por certa 
quantidade de um gás ideal contido em um recipiente dotado de êmbolo e marque a alternativa 
incorreta: 
a) Para que o gás realize uma expansão isobárica, é necessário que o sistema receba certa 
quantidade de calor do meio. 
b) Para que o gás sofra uma expansão isotérmica, é necessário que o sistema receba calor do meio, 
o qual é convertido em trabalho. 
c) Em uma compressão adiabática do gás, o meio realiza trabalho sobre o sistema, com 
conseqüente aumento da energia interna do gás. 
 
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d) Para que o gás sofra um aumento de pressão a volume constante, é necessário que o sistema 
receba certa quantidade de calor do meio. 
e) Em uma compressão isobárica, o gás tem sua temperatura e sua energia interna aumentadas. 
 
Questão 75 (UFRN)   
Em um processo adiabático, a pressão p e o volume v de um gás ideal obedecem à relação pV = 
constante em que  é um parâmetro fixo. Considere que uma amostra de gás ideal sofreu uma 
expansão adiabática na qual o seu volume foi duplicado. A razão entre a temperatura inicial Ti e a 
temperatura final Tf da amostra é: 
a) Ti / Tf = 2
 b) Ti / Tf = 21
 
 c) Ti / Tf =  d) Ti / Tf = 2 
1 e) Ti / Tf = 2 
 
Questão 76   
Seja uma amostra gasosa de massa constante que evoluiu adiabaticamente de um estado 
termodinâmico P1, V1 e T1 para outro estado termodinâmico P2, V2 e T2. Se o coeficiente de Poisson 
desse gás vale  = Cp/Cv , é errado afirmar que: 
a) (P1).(V1)
 = (P2).(V2)
 
b) (V1)
1.(T1) = (V2)
1.(T2) 
c) (P1)1
.(T1)
 = (P2)1
.(T2)
 
d) (P1)1+
.(T1)1 = (V2)1+
.(T2)1 
 
Questão 77 
Uma certa quantidade de gás é comprimido adiabaticamente e quase estaticamente desde uma 
pressão inicial de Pi = 4,0 atm e volume de Vi = 3,0 L na temperatura de 333O C até atingir o 
volume final VF = 2,0 litros. Sabendo-se que, para este gás, CP = 16 J/mol.k, R = 8 J/mol.k, determine: 
a) O calor molar a volume constante CV para esse gás, a partir da relação de Meyer CP – CV = R, 
b) Lembrando que em qualquer transformação adiabática, vale a relação (P i). (Vi)
 = (PF).(VF)
 , onde 
 é o coeficiente de Poisson, dado por  = CP / CV , determine a pressão final PF desse gás; 
c) Determine a temperatura final desse gás. 
 
Questão 78 
Cinco mols de um gás não- ideal monoatômico são bruscamente comprimidos (compressão 
adiabática) e têm a sua temperatura elevada de 100 K até 500 K. Dados: Cp = 15,3 J/ mol.K e 
R = 8,3 J/ mol.K. Determine a variação da energia interna U e o trabalho  realizado sobre o 
gás. Lembre-se que, em QUALQUER transformação gasosa, vale a relação geral U = n.CV .T. 
 
Questão 79 
Um mol de um gás perfeito sofre uma transformação 
adiabática, conforme o diagrama. Sendo 
Cp = 4 cal/mol. K, R = 2 cal/mol. K e 1 cal  4 J, calcule: 
a) A quantidade de calor trocada com o meio externo; 
b) A variação da energia interna do gás, em joules; 
c) O trabalho realizado pelo gás. 
d) Nesse processo, a temperatura do gás aumentou 
 ou diminui ? E o volume ocupado pelo gás ? 
 
 
Questão 80 
Analise as afirmativas a seguir, assinalando V para verdadeiro ou F para falso: 
a) Sempre que um gás ideal sofrer uma compressão adiabática, ele necessariamente sofrerá um 
aumento de temperatura, isto é, estará mais quente ao final; 
b) Sempre que um gás ideal sofrer uma expansão adiabática, ele necessariamente sofrerá um 
aumento de temperatura, isto é, estará mais quente ao final; 
c) É impossível aquecer um gás, isto é, aumentar a sua temperatura, sem fornecer calor ao mesmo. 
d) Transformações gasosas rápidas são, tipicamente adiabáticas, visto que não haverá tempo 
suficiente para ocorrer a troca de calor através da fronteira do sistema. 
e) A explosão de uma bomba é um exemplo de processo termodinâmico adiabático, devido á grande 
rapidez com que ocorre. 
 
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f) O gás que é expelido de um recipiente tipo “spray” (aerosol) geralmente sai “geladinho”. Isso se 
deve à expansão adiabática (rápida) que o gás sofre, ao sair do canudinho estreito do recipiente e 
encontrar a atmosfera. 
g) A água no interior de uma panela de pressão encontra-se a uma pressão de 2 atm, o que dificulta 
que ela entre em ebulição. A água líquida superaquecida a 120C cozinhará os alimentos muito 
mais rapidamente. Quando o vapor superaquecido é expelido pela válvula de escape (o “apito” ) 
que existe na tampa dessas panelas, ele não queima a mão da cozinheira. Isso se deve ao 
resfriamento natural desse vapor causado pela expansão adiabática que ele sofre, ao sair do 
interior da válvula (apito) e encontrar a atmosfera. 
 
Questão 81 
De onde vem o frescor agradável do clima das serras ? A Termodinâmica pode lhe explicar 
facilmente. Quando a massa de ar atmosférico que se move a baixa altitude(grande pressão 
atmosférica) encontra o pé da montanha, ela naturalmente sobe a encosta e, com isso, atinge 
maiores altitudes onde a pressão atmosférica é menor. Ao se mover de uma zona de maior pressão 
atmosférica para uma região de menor pressão atmosférica, a massa de ar se expande rapidamente 
e acaba esfriando. Assim, podemos resumir dizendo que o clima friozinho e agradável das serras 
deve-se, em grande parte: 
a) a uma expansão isobárica 
b) a uma expansão livre 
c) a uma expansão isotérmica 
d) a uma expansão adiabática 
e) a uma expansão isovolumétrica 
 
Montanha
Maior pressão 
atmosférica 
Menor pressão 
atmosférica 
Massa de ar 
atmosférica se 
expande e esfria
 
Questão 82 (UECE Medicina 2013.1 2ª fase) -  
Em um dado experimento um gás ideal armazenado em um recipiente metálico tem seu volume 
reduzido muito rapidamente, de modo que se possa aproximar como nula qualquer transferência de 
calor com o meio externo. Em um segundo experimento com o mesmo sistema a velocidade de 
compressão é muito menor, de modo que não se possa usar essa aproximação. Suponha que antes 
do início dos dois processos de compressão o gás esteja em equilíbrio térmico com o meio. Assim, 
pode-se afirmar corretamente que: 
a) Nos dois experimentos houve perda de energia interna do gás para o meio. 
b) No segundo experimento houve ganho de energia interna do gás. 
c) Somente no primeiro experimento houve perda de energia interna do gás para o meio. 
d) Somente no segundo experimento houve perda de energia interna do gás para o meio. 
 
Questão 83 
Um sistema constituído de um gás perfeito (ideal monoatômico) passa do estado 1 para o estado 2. 
conforme o esquema, podendo evoluir por qualquer uma das três transformações (caminhos) A, B 
ou C. Sejam QA , QB e QC os calores trocados pelo gás em cada caminho; UA , UB e UC 
as variações de energia interna sofrida pelo gás em cada caminho A, B e C e WA , WB WC o s 
trabalhos realizados pelo gás em cada transformação A, B e C. 
P
V
A
B
1
2C
 
Considere as afirmações a seguir : 
I. o trabalho realizado pelo gás na transformação 12 depende de por qual caminho A, B ou C o 
gás evolui no diagrama, valendo a relação WA > WB > WC . 
 
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II. o calor trocado pelo gás na transformação 12 depende de por qual caminho A, B ou C o gás 
evolui no diagrama, valendo a relação QA > QB > QC . 
III. a variação da Energia Interna U sofrida pelo gás na transformação 12 independe de por 
qual caminho A, B ou C o gás evolui no diagrama, valendo a relação: 
UA = UB = UC = 3/2.n.R (T2 – T1 ) 
Pode-se afirmar que: 
a) apenas I é correta 
b) apenas II é correta 
c) apenas III é correta 
d) todas são corretas 
e) todas estão incorretas. 
 
Questão 84 
O prof Renato Brito aquecerá uma amostra de gás Helio de 20ºC até 100°C fornecendo calor através 
de uma chama de fogão. Sobre esse episódio, assinale a alternativa correta. 
a) Será necessário fornecer mais calor se o aquecimento for isovolumétrico, do que se for isobárico. 
b) A variação da energia interna do gás será maior se o aquecimento for isovolumétrico, do que se for 
isobárico 
c) A variação da energia interna do gás será menor se o aquecimento for isovolumétrico, do que se 
for isobárico. 
d) 0 trabalho realizado pelo gás será maior se o aquecimento for isovolumétrico, do que se for 
isobárico. 
e) uma forma alternativa de se aquecer o gás, sem a necessidade de lhe fornecer calor, é 
comprimindo-o bruscamente no interior de um cilindro com um êmbolo. 
 
 
Questão 85 -  ( Termologia + Mecânica = Termodinâmica ) 
(VUNESP-SP) Num lugar onde g = 9,8 m/s2, um corpo metálico de massa m = 2,0 kg cai de 
200 m de altura. Supondo que todo o calor produzido no impacto permaneça no corpo e sabendo-se 
que sua temperatura se elevou de 10ºC, qual é aproximadamente o calor especifico do corpo em 
cal/gºC? 
a) 47 
b) 1,95 . 101 
c) 1,96 . 102 
d) 9,4 . 102 
e) 4,7 . 102 
 
Perguntas Conceituais 
a) no processo ocorrido nessa questão, podemos garantir que houve conservação da energia ? 
b) existe algum processo na natureza que viole a conservação da Energia ? 
 
 
Questão 86 -  ( UECE 2012.2 - 2ª fase) 
Um projétil de chumbo é disparado de uma arma de fogo contra um alvo de madeira, onde fica 
encravado. A velocidade de saída da bala é de 820 km/h e o calor específico do chumbo 
128 J/(kgK). Caso toda a energia cinética inicial do projétil permaneça nele após o repouso, sob 
forma de energia térmica, o aumento aproximado de temperatura da bala é 
a) 75 K. 
b) 128 K. 
c) 203 K. 
d) 338 K. 
 
 
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Ciclos Termodinâmicos 
Questão 87 
A figura abaixo mostra um Ciclo Termodinâmico ABCDA realizado por uma amostra gasosa num 
diagrama PV. 
V
P
A
BC
D
QDA = +300J
QAB= -60J
QBC = -100J
QCD= +100J
 
O calor total recebido da fonte Quente vale Q quente = ______ + _______ = _______ . 
O calor total rejeitado para a fonte Fria vale Q Fria = ______ + _______ = _______ . 
O calor total trocado pelo gás no ciclo vale 
QCiclo = QDA + QCD + QAB + QBC = | Qquente|  |Qfria| = ________ 
A variação da energia interna do gás no ciclo ABCDA vale UCiclo = __________ 
Em todo e qualquer Ciclo Termodinâmico, Uciclo = 0 pelo fato de os estados inicial e final serem o 
mesmo estado (afinal, trata-se de um ciclo) e, portanto, possuírem a mesma energia interna. 
O trabalho total realizado pelo gás no ciclo é dado pela soma algébrica dos trabalhos realizados em 
cada etapa, isto é: 
Ciclo = DA + CD + AB + BC = DA + 0 + 0 + BC = Área Hachurada do Miolo 
O trabalho realizado no ciclo também pode ser calculado de forma indireta pela 1ª lei da 
Termodinâmica aplicada ao ciclo : 
UCiclo = QCiclo  Ciclo , com UCiclo = 0 
0 = QCiclo  Ciclo  Ciclo = QCiclo = ____________ 
O diagrama esquemático abaixo resume tudo o que dissemos sobre esse Ciclo Termodinâmico: 
O rendimento  desse ciclo, isto é, quanto a 
máquina consegue aproveitar de um total de 
quanto, é dado por: 
 = ciclo
quenteQ

 = 
Qq = QF =
Ciclo ABCDA =
Fonte
quente
Fonte
fria
 
Questão 88 -  
(UFRN 2009 – 2ª fase) As transformações termodinâmicas ilustradas no diagrama PV da figura ao 
lado constituem o modelo idealizado do ciclo Otto, utilizado em motores de combustão interna de 
automóveis a gasolina. No diagrama, P representa a pressão na câmara de combustão, e V o 
volume da câmara. 
 
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Suponha que, na transformação bc 200 J de calor sejam fornecidos a partir da queima da mistura 
ar-gasolina contida na câmara de combustão e que 80 J de calor tenham sido liberados, durante a 
exaustão, na transformação da. 
Sabendo que, no ciclo Oto, só podem ocorrer transformações isovolumétricas, expansão adiabática e 
compressão adiabática: 
a) identifique as transformações que ocorrem entre os estados ab, bc, cd e de. 
b) determine o trabalho realizado no ciclo Otto completo. 
 
Questão 89 (UFRN 2013) 
A biomassa é uma das principais fontes de energia renovável e, portanto, máquinas que a utilizam 
como combustível para geração de energia são importantes do ponto de vista ambiental. 
Um exemplo bastante comum é o uso da biomassa com o objetivo de acionar uma turbina a vapor 
para gerar trabalho. A figura mostra, esquematicamente, uma usina termoelétrica simplificada. Nessa 
termoelétrica,a queima da biomassa na fornalha produz calor, que aquece a água da caldeira e gera 
vapor a alta pressão. O vapor, por sua vez, é conduzido por tubulações até a turbina que, sob a ação 
deste, passa a girar suas pás. 
Considere desprezíveis as perdas de calor devido às diferenças de temperatura entre as partes 
dessa máquina térmica e o ambiente. Nesse contexto, a variação da energia interna da água da 
caldeira 
 
a) é maior que a soma do calor a ela fornecido pela queima da biomassa com o trabalho realizado 
sobre a turbina. 
b) é igual à soma do calor a ela fornecido pela queima da biomassa com o trabalho realizado sobre a 
turbina. 
c) é igual à diferença entre o calor a ela fornecido pela queima da biomassa e o trabalho realizado 
sobre a turbina. 
d) é maior que a diferença entre calor a ela fornecido pela queima da biomassa e o trabalho 
realizado sobre a turbina. 
 
Questão 90 
(FUVEST -SP) O diagrama p x V mostra a transformação cíclica ABCD sofrida por um gás ideal. 
Pergunta-se: 
a) Qual o trabalho realizado pelo gás no processo 
AB? 
b) Em que ponto do ciclo a temperatura do gás é 
menor? 
c) o gás recebeu calor ou cedeu calor no ciclo ? 
Qual o valor desse calor trocado pelo gás, em 
joules ? 
d) Qual a variação da energia interna do gás nesse 
ciclo ? 
 
Questão 91 (UPE 2011) 
O diagrama PV para uma determinada amostra de gás está representado na figura a seguir. 
Quando o sistema é levado do estado A para o estado B ao longo do percurso ACB, fornece-se a ele 
uma quantidade de calor igual a 100 cal, e ele realiza um trabalho de 40 cal. Se o sistema é levado 
de A a B por meio do percurso ADB, o calor fornecido é de 72 cal, então o trabalho realizado vale: 
a) 28 cal 
b) 60 cal 
c) 12 cal 
d) 40 cal 
e) 24 cal 
 V
P
A
BC
D