TERMOLOGIA - LISTA 6 - TRABALHO, ENERGIA INTERNA e 1 da TERMODINÂMICA (1)

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EXC174. (Uern) O gráfico representa um ciclo termodinâmico: 
 
 
 
Os trabalhos realizados nas transformações AB, BC, CD e DA são, respectivamente: 
a) Negativo, nulo, positivo e nulo. 
b) Positivo, nulo, negativo e nulo. 
c) Positivo, negativo, nulo e positivo. 
d) Negativo, negativo, nulo e positivo. 
 
 
EXC175. (Uece) O processo de expansão ou compressão de um gás em um curto intervalo de tempo pode 
representar um processo termodinâmico que se aproxima de um processo adiabático. Como exemplo, pode-se 
mencionar a expansão de gases de combustão em um cilindro de motor de automóvel em alta rotação. 
 
É correto afirmar que, em um processo adiabático no sistema, 
a) a temperatura é constante e o trabalho realizado pelo sistema é nulo. 
b) não há transferência de calor. 
c) a pressão e o volume são constantes. 
d) a energia interna é variável e a pressão é constante. 
 
 
EXC176. (Uema) No controle de qualidade de produção de seringa, para aplicação de injeção, fez-se o seguinte 
teste: escolheu-se uma amostra da seringa fabricada e colocou-se 6 33,0 10 m− de determinado gás. Em 
seguida, levou-se o sistema para uma estufa em que o volume passou para 6 33,5 10 m− ao atingir o equilíbrio 
térmico. 
 
Considerando que esse processo ocorreu sobre pressão constante de 51,5 10 Pa, calcule, em joule, o trabalho 
realizado pelo sistema. 
 
 
EXC177. (Ufrgs) Um gás ideal contido em um cilindro com pistão pode ser levado de um estado inicial i até um 
estado final f, seguindo dois processos distintos, I e II, conforme ilustrado na figura abaixo. 
 
 
Os trabalhos WI e WII, realizados pelo gás nos processos I e II, valem respectivamente 
a) 10 J e 30 J. b) 20 J e 20 J. c) 20 J e 30 J. d) 30 J e 10 J. e) 30 J e 20 J. 
 
 
EXC178. (Uece) Do ponto de vista da primeira lei da termodinâmica, o balanço de energia de um dado sistema 
é dado em termos de três grandezas: 
a) trabalho, calor e densidade. 
b) trabalho, calor e energia interna. 
c) calor, energia interna e volume. 
d) pressão, volume e temperatura. 
 
 
EXC179. Um gás perfeito sofre uma compressão, recebendo 1.000 J de trabalho, e cedendo 400 J de calor para 
o meio ambiente. 
Calcule a variação da energia interna e identifique se o gás esquentou ou esfriou. 
 
 
EXC180. Numa transformação isotérmica, uma amostra de gás ideal recebe 600 J de calor. Calcule o trabalho 
realizado. 
 
 
EXC181. Numa transformação isotérmica um gás ideal perde 1.200 J de calor para o meio ambiente. O gás 
sofreu contração ou expansão? Calcule o trabalho envolvido nessa transformação. 
 
 
EXC182. Um botijão metálico contém uma porção de gás ideal. Com a válvula de escape fechada ele perde 
2.000 J de calor. O gás aqueceu ou resfriou? Calcule a variação da energia interna. 
 
 
EXC183. Durante uma contração gasosa, um gás perde 1.500 J de calor sendo realizado sobre o êmbolo um 
trabalho de 2.000 J. O gás aqueceu ou resfriou? Qual a variação da energia interna? 
 
 
EXC184. Um gás ideal recebeu 1.500 J de calor e realizou trabalho igual a 2.000 J. O gás aqueceu ou resfriou? 
Qual a variação da energia interna? 
 
 
EXC185. (Fuvest) Certa quantidade de um gás perfeito sofre três transformações sucessivas: A→B; B→C e 
C→A, conforme o diagrama pressão  volume a seguir. 
 
 0 
 A
 C
 B
 P 
 V
 
Sejam AB, BC, CA os valores absolutos dos trabalhos realizados pelo gás em cada uma daquelas 
transformações. Podemos afirmar que 
a) AB = 0. b) CA = AB. c) BC = 0. d) BC > AB. e) AB + BC + CA = 0. 
 
 
EXC186. A figura mostra a sequência de transformações A→B→C→A sofridas por certa massa de gás ideal, 
sendo uma delas isotérmica. 
 
 1
 0 40 80
 A
 C
 B
 (L)V
 
 
a) Determine o trabalho realizado pelo gás nas transformações A→B e B→C. 
b) Se a temperatura em A é TA = 500 K, determine TB e TC. 
c) Qual a pressão em C? 
 
 
EXC187. A figura mostra a sequência de transformações A→B→C→A sofridas por certa massa de gás ideal, 
sendo uma delas isotérmica. 
 
10
 2
 5
 3
 0 0,4 0,8
 A
 C B
 (N/m )P 
 (m )V 
 
 
Se a temperatura em A é 500 K, a pressão e a temperatura em C valem, respectivamente, 
 
A) 5104 N/m2 e 500 K. B) 5104 N/m2 e 250 K. C) 5103 N/m2 e 500 K. 
D) 2,5103 N/m2 e 300 K. E) 2,5104 N/m2 e 400 K. 
 
 
EXC188. (Pucrs) A observação de alguns corpos celestes tem se tornado difícil em grandes centros urbanos, 
principalmente por conta da poluição luminosa produzida. Os rastros luminosos deixados no céu pelas estrelas 
cadentes, por exemplo, são mais facilmente observados em locais ermos e distantes das cidades. As estrelas 
cadentes são, na verdade, meteoros cujas velocidades medidas são da ordem de milhares de quilômetros por 
hora. Erroneamente se atribui o aquecimento das regiões próximas ao meteoro ao atrito entre ele e a atmosfera, 
mas a principal razão desse aquecimento é a __________ do ar atmosférico logo à frente do meteoro. 
 
a) compressão isobárica 
b) compressão adiabática 
c) expansão isobárica 
d) expansão adiabática 
EXC189. (Udesc) Em um laboratório de física são realizados experimentos com um gás que, para fins de análises 
termodinâmicas, pode ser considerado um gás ideal. Da análise de um dos experimentos, em que o gás foi 
submetido a um processo termodinâmico, concluiu-se que todo calor fornecido ao gás foi convertido em trabalho. 
 
Assinale a alternativa que representa corretamente o processo termodinâmico realizado no experimento. 
a) processo isovolumétrico 
b) processo isotérmico 
c) processo isobárico 
d) processo adiabático 
e) processo composto: isobárico e isovolumétrico 
 
 
EXC190. (Cefet MG) Um extintor de incêndio de 2CO é acionado e o gás é liberado para o ambiente. 
 
Analise as asserções que se seguem: 
 
A figura ilustra uma expansão volumétrica muito rápida, característica de uma transformação adiabática 
PORQUE em uma transformação adiabática, a transmissão de calor entre o gás e a vizinhança é muito grande 
e o trabalho realizado pelo gás é igual à variação da sua energia interna. 
 
É correto afirmar que 
a) as duas asserções são proposições verdadeiras, e a segunda é uma justificativa correta da primeira. 
b) as duas asserções são proposições verdadeiras, mas a segunda não é justificativa correta da primeira. 
c) a primeira asserção é uma proposição verdadeira, e a segunda, uma proposição falsa. 
d) a primeira asserção é um a proposição falsa, e a segunda, uma proposição verdadeira. 
e) a primeira e a segunda asserção são proposições falsas. 
 
 
EXC191. (Ufrgs) Um gás ideal contido em um cilindro com pistão pode ser levado de um estado inicial i até um 
estado final f, seguindo dois processos distintos, I e II, conforme ilustrado na figura abaixo. 
 
 
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. 
 
No processo I, o gás sofre duas transformações sucessivas, sendo a primeira __________ e a segunda 
__________. A variação de energia interna no processo I, IU , é __________ variação de energia interna no 
processo II, IIU . 
a) isobárica − isocórica − maior do que a 
b) isocórica − isotérmica − maior do que a 
c) isotérmica − isocórica − igual à 
d) isobárica − isocórica − igual à 
e) isocórica − isobárica − menor do que a 
 
 
EXC192. (Udesc) Um gás ideal monoatômico, com n mols e inicialmente na temperatura absoluta T, sofre uma 
expansão adiabática até que sua temperatura fique a um terço de sua temperatura inicial. 
 
Logo, o gás: 
a) absorveu uma quantidade de calor igual a nRT. 
b) se expandiu isobaricamente. 
c) realizou trabalho liberando uma quantidade de calor igual a nRT. 
d) se expandiu aumentando sua energia interna de nRT. 
e) realizou trabalho e sua energia interna diminuiude nRT. 
 
 
EXC193. (Ufrgs) Observe a figura abaixo. 
 
 
A figura mostra dois processos, I e II, em um diagrama pressão (P) volume (V) ao longo dos quais um gás 
 
ideal pode ser levado do estado inicial i para o estado final f. 
 
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. 
 
De acordo com a 1ª Lei da Termodinâmica, a variação da energia interna é __________ nos dois processos. O 
trabalho IW realizado no processo I é __________ que o trabalho IIW realizado no processo II. 
a) igual − maior b) igual − menor c) igual − igual d) diferente − maior e) diferente − menor 
 
 
EXC194. (Uefs) A primeira lei da termodinâmica para sistemas fechados foi originalmente comprovada pela 
observação empírica, no entanto é hoje considerada como a definição de calor através da lei da conservação da 
energia e da definição de trabalho em termos de mudanças nos parâmetros externos de um sistema. 
 
Com base nos conhecimentos sobre a Termodinâmica, é correto afirmar: 
a) A energia interna de uma amostra de um gás ideal é função da pressão e da temperatura absoluta. 
b) Ao receber uma quantidade de calor Q igual a 48,0 J, um gás realiza um trabalho igual a 16,0 J, tendo uma 
variação da energia interna do sistema igual 64,0 J. 
c) Quando se fornece a um sistema certa quantidade de energia Q, esta energia pode ser usada apenas para o 
sistema realizar trabalho. 
d) Nos processos cíclicos, a energia interna não varia, pois volume, pressão e temperatura são iguais no estado 
inicial e final. 
e) A energia interna, o trabalho realizado e a quantidade de calor recebida ou cedida independem do processo 
que leva o sistema do estado inicial A até um estado final B. 
 
 
EXC195. (Uece) Considere uma garrafa de refrigerante posta verticalmente sobre uma mesa horizontal. Com a 
garrafa ainda fechada, sua parte superior, entre a superfície do líquido e a tampa, é preenchida por um gás 
pressurizado. Considere que o refrigerante está inicialmente a 10 C, e passados 10 minutos esteja a 21 C. 
 
Sobre o gás entre a superfície do líquido e a tampa, é correto afirmar que, ao final dos 10 minutos, 
a) tem sua energia térmica aumentada e sua pressão reduzida. 
b) tem sua energia térmica e pressão aumentadas. 
c) tem sua energia térmica e sua pressão reduzidas. 
d) tem sua energia térmica reduzida e sua pressão aumentada. 
 
 
EXC196. (Uern) A variação da energia interna de um gás perfeito em uma transformação isobárica foi igual a 
1200 J. Se o gás ficou submetido a uma pressão de 50 N/m2 e a quantidade de energia que recebeu do ambiente 
foi igual a 2000 J, então, a variação de volume sofrido pelo gás durante o processo foi 
a) 10 m3. b) 12 m3. c) 14 m3. d) 16 m3. 
 
 
EXC197. (Uel) Considere o diagrama pV da figura a seguir. 
 
O ciclo fechado ao longo do percurso abcda é denominado ciclo Otto e representa o modelo idealizado dos 
processos termodinâmicos que ocorrem durante o funcionamento de um motor a gasolina. O calor recebido pelo 
motor, dado por 1Q , é fornecido pela queima da gasolina no interior do motor. W representa o trabalho realizado 
pelo motor em cada ciclo de operação, e 2Q é o calor rejeitado pelo motor, por meio da liberação dos gases de 
exaustão pelo escapamento e também via sistema de arrefecimento. 
Considerando um motor que recebe 2.500 J de calor e que realiza 875 J de trabalho em cada ciclo de operação, 
responda aos itens a seguir. 
 
 
a) Sabendo que o calor latente de vaporização da gasolina vale 4
J
5 10 ,
g
 determine a massa de gasolina 
utilizada em cada ciclo de operação do motor. 
b) Sabendo que, em um ciclo termodinâmico fechado, a soma das quantidades de calor envolvidas no processo 
é igual ao trabalho realizado no ciclo, determine a quantidade de calor rejeitada durante cada ciclo de operação 
do motor. 
 
 
EXC198. (Fuvest) Certa quantidade de gás sofre três transformações sucessivas, A B,→ B C→ e C A,→ 
conforme o diagrama p V− apresentado na figura abaixo. 
 
A respeito dessas transformações, afirmou-se o seguinte: 
 
I. O trabalho total realizado no ciclo ABCA é nulo. 
II. A energia interna do gás no estado C é maior que no estado A. 
III. Durante a transformação A B,→ o gás recebe calor e realiza trabalho. 
 
Está correto o que se afirma em: 
a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III. 
EXC199. (Ufrgs) A figura a seguir apresenta um diagrama p x V que ilustra um ciclo termodinâmico de um gás 
ideal. Este ciclo, com a realização de trabalho de 750 J, ocorre em três processos sucessivos. 
 
No processo AB, o sistema sofre um aumento de pressão mantendo o volume constante; no processo BC, o 
sistema se expande mantendo a temperatura constante e diminuindo a pressão; e, finalmente, no processo CA, 
o sistema retorna ao estado inicial sem variar a pressão. 
 
O trabalho realizado no processo BC e a relação entre as temperaturas TA e TB são, respectivamente, 
a) 1310 J e TA = TB/8. b) 1310 J e TA = 8TB. c) 560 J e TA = TB/8. d) 190 J e TA = TB/8. e) 190 J e TA = 8TB. 
 
 
EXC200. (Upf) Uma amostra de um gás ideal se expande duplicando o seu volume durante uma transformação 
isobárica e adiabática. Considerando que a pressão experimentada pelo gás é 65 10 Pa e seu volume inicial 
5 32 10 m ,− podemos afirmar: 
a) O calor absorvido pelo gás durante o processo é de 25 cal. 
b) O trabalho efetuado pelo gás durante sua expansão é de 100 cal. 
c) A variação de energia interna do gás é de –100 J. 
d) A temperatura do gás se mantém constante. 
e) Nenhuma das anteriores. 
 
EXC201. (Ufrgs) Sob condições de pressão constante, certa quantidade de calor Q, fornecida a um gás ideal 
monoatômico, eleva sua temperatura em T. 
 
 
Quanto calor seria necessário, em termos de Q, para concluir a mesma elevação de temperatura T, se o gás 
fosse mantido em volume constante? 
a) 3Q. b) 5Q / 3. c) Q. d) 3Q / 5. e) 2Q / 5. 
 
 
EXC202. (Unicamp) Existem inúmeros tipos de extintores de incêndio que devem ser utilizados de acordo com 
a classe do fogo a se extinguir. No caso de incêndio envolvendo líquidos inflamáveis, classe B, os extintores à 
base de pó químico ou de dióxido de carbono (CO2) são recomendados, enquanto extintores de água devem ser 
evitados, pois podem espalhar o fogo. 
 
a) Considere um extintor de CO2 cilíndrico de volume interno V = 1800 cm3 que contém uma massa de CO2 m = 
6 kg. Tratando o CO2 como um gás ideal, calcule a pressão no interior do extintor para uma temperatura T = 300 
K. 
Dados: R = 8,3 J/mol K e a massa molar do CO2 M = 44 g/mol. 
b) Suponha que um extintor de CO2 (similar ao do item a), completamente carregado, isolado e inicialmente em 
repouso, lance um jato de CO2 de massa m = 50 g com velocidade v = 20 m/s. Estime a massa total do extintor 
EXTm e calcule a sua velocidade de recuo provocada pelo lançamento do gás. 
Despreze a variação da massa total do cilindro decorrente do lançamento do jato. 
 
 
EXC203. (Unicamp) Os balões desempenham papel importante em pesquisas atmosféricas e sempre 
encantaram os espectadores. Bartolomeu de Gusmão, nascido em Santos em 1685, é considerado o inventor 
do aeróstato, balão empregado como aeronave. Em temperatura ambiente, ambT 300 K= , a densidade do ar 
atmosférico vale 
3
amb 1,26 kg/mρ = . Quando o ar no interior de um balão é aquecido, sua densidade diminui, 
sendo que a pressão e o volume permanecem constantes. Com isso, o balão é acelerado para cima à medida 
que seu peso fica menor que o empuxo. 
 
a) Um balão tripulado possui volume total 6V 3,0 10 litros=  . Encontre o empuxo que atua no balão. 
b) Qual será a temperatura do ar no interior do balão quando sua densidade for reduzida a 
3
quente 1,05 kg/mρ =
? Considere que o ar se comporta como um gás ideal e note que o número de moles de ar no interiordo balão é 
proporcional à sua densidade. 
 
 
EXC204. (Puccamp) Um dispositivo mecânico usado para medir o equivalente mecânico do calor recebe 250 J 
de energia mecânica e agita, por meio de pás, 100 g de água que acabam por sofrer elevação de 0,50 C de 
sua temperatura. 
Adote 1cal 4,2 J= e águac 1,0 cal g C.=  
 
O rendimento do dispositivo nesse processo de aquecimento é de 
a) 16%. b) 19%. c) 67%. d) 81%. e) 84%. 
 
 
EXC205. (Fuvest) No diagrama P V da figura, A, B e C representam transformações possíveis de um gás 
entre os estados I e II. 
 
 
Com relação à variação U da energia interna do gás e ao trabalho W por ele realizado, entre esses estados, 
é correto afirmar que 
a) A B CU U U =  =  e C B AW W W .  
 
b) A C BU U U     e C A BW W W .=  
c) A B CU U U    e C B AW W W .  
d) A B CU U U =  =  e C A BW W W .=  
e) A B CU U U     e C B AW W W .= = 
 
 
EXC206. (Unicamp) Um mol de gás ideal realiza o ciclo A→B→C→A que está mostrado no diagrama volume  
temperatura (V  T) da figura. 
 V (L) 
 (K )T 
 3
 1
 300
 A
 C B
 0 
 
a) Represente o mesmo ciclo num diagrama pressão  volume (P  V). 
b) Calcule o trabalho realizado durante a expansão do gás. 
 
 
EXC207. (Unicamp) Nas proximidades do Sol, a Sonda Solar Parker estará exposta a altas intensidades de 
radiação e a altas temperaturas. Diversos dispositivos serão usados para evitar o aquecimento excessivo dos 
equipamentos a bordo da sonda, entre eles um sistema de refrigeração. Um refrigerador opera através da 
execução de ciclos termodinâmicos. 
 
a) Considere o ciclo termodinâmico representado abaixo para um gás ideal, em que 2 1V 1,5 V= e 1T 200 K.= 
Calcule a temperatura 3T . 
b) A partir do gráfico, estime o módulo do trabalho realizado sobre o gás em um ciclo, em termos apenas de 
1 2 1V , V , P e 4P . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GABARITO: 
 
EXC174:[B] EXC175:[B] 
 
EXC176: 0,075J 
EXC177:[C] 
EXC178:[B] 
EXC179: +600 J e esquentou. 
EXC180: 600 J. 
EXC181: Contração; 1.200 J. 
EXC182: Resfriou; – 2.000 J. 
EXC183: Aqueceu; 500 J. 
EXC184: Resfriou; – 500 J. 
EXC185:[D] 
EXC186: 
a) 4.000 J 
b) 1.000 K e 500 K 
c) 0,5 atm. 
EXC187:[B] 
EXC188:[B] 
EXC189:[B] 
EXC190:[C] 
EXC191:[D] 
EXC192:[E] 
EXC193:[B] 
EXC194:[D] 
EXC195:[B] 
EXC196:[D] 
 
EXC197: 
a) m = 0,05g 
b) Q2 = -1.625 J 
EXC198:[E] 
EXC199:[A] 
EXC200:[C] 
EXC201:[D] 
EXC202: 
a) p = 1,89 x 108 N/m2 
b) v = 0,1 m/s 
EXC203: 
a) E = 3,78 x 104N 
b) Tq = 360 K 
EXC204:[E] 
EXC205:[A] 
EXC206: 
a)
 P (10 N/m )
 5 2
 24
 (10 m )
 3 3
 8
 3 1
 
b) 4,8103J 
 
EXC207: 
a) 3 2T T 300 K= = 
b) ( )( )2 1 4 1
18
V V P P
25
τ = − −