MÓDULO 8 TERMODINAMICA

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FÍSICA * MÓDULO 8 *TERMODINAMICA * 
1) Um estudo do ciclo termodinâmico sobre um gás que está sendo testado para uso em um motor à 
combustão no espaço é mostrado no diagrama a seguir. 
 
Se representava a variação de energia interna do gás, e Q é o calor associado ao ciclo, analise as alternativas e 
assinale a CORRETA. 
 
 a) ΔEint = 0, Q > 0 
 b) ΔEint = 0, Q < 0 
 c) ΔEint > 0, Q < 0 
 d) ΔEint < 0, Q > 0 
 e) ΔEint = 0, Q = 0 
 
 
 
2) No estudo da termodinâmica dos gases perfeitos, são parâmetros básicos as grandezas físicas quantidade 
de calor (Q), trabalho (W) e energia interna (U), associadas às transformações que um gás perfeito pode 
sofrer. 
Analise as seguintes afirmativas referentes às transformações termodinâmicas em um gás perfeito: 
I. Quando determinada massa de gás perfeito sofre uma transformação adiabática, o trabalho (W) que o 
sistema troca com o meio externo é nulo. 
II. Quando determinada massa de gás perfeito sofre uma transformação isotérmica, a variação da energia 
interna é nula (ΔU = 0 ). 
III. Quando determinada massa de gás perfeito sofre uma transformação isométrica, a variação da energia 
interna (ΔU) sofrida pelo sistema é igual a quantidade de calor (Q) trocado com o meio externo. 
Está (ão) correta (s) apenas a(s) afirmativa (s): 
 
a) I. 
b) III. 
c) I e II. 
d) II e III. 
 
 
 
3) 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 
 
 
 
 
4) Num sistema termodinâmico um gás ideal, ao receber 300 J do meio externo, realiza um trabalho de 200 J. 
É correto afirmar que: 
a) a transformação é adiabática. 
b) a temperatura do sistema aumentou. 
c) o volume do gás permanece constante. 
d) a variação de energia interna é negativa. 
e) não há variação da energia interna. 
 
 
 
 
 
 
 
 
5) Sob condições de pressão constante, certa quantidade de calor Q, fornecida a um gás ideal monoatômico, 
eleva sua temperatura em ΔT. Quanto calor seria necessário, em termos de Q, para concluir a mesma 
elevação de temperatura ΔT se o gás fosse mantido em volume constante: 
a)3Q. 
b)5Q / 3. 
c)Q. 
d)3Q / 5. 
e)2Q / 5. 
 
 
 
 
 
 
6) O gasto de energia pelo corpo humano depende da atividade física em execução. Ficar sentado consome 
de a , em pé há um gasto de a , caminhar consome de a e jogar voleibol faz uso de a . 
Considerando as taxas máximas de consumo energético, pode-se dizer corretamente que as atividades que 
mais preservam recursos energéticos no organismo são, em ordem crescente: 
a) sentado, em pé, caminhada, voleibol. 
b) voleibol, caminhada, em pé, sentado. 
c) sentado, em pé, voleibol, caminhada. 
d) voleibol, caminhada, sentado, em pé. 
e) em pé, voleibol, caminhando, sentado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7) A energia interna de um gás perfeito (gás ideal) tem dependência somente com a temperatura. O gráfico 
que melhor qualifica essa dependência é: 
 
a a) ) b) c) 
 
 d) 
 
 
 
 
8) De acordo com dados de um fabricante de fogões, uma panela com de água à temperatura ambiente chega 
a em pouco mais de seis minutos em um fogão elétrico. O mesmo teste foi feito em um fogão convencional, a 
GLP, sendo necessários . Sobre a água aquecida, é correto afirmar que: 
a) adquiriu mais energia térmica no fogão convencional. 
b) adquiriu mais energia térmica no fogão elétrico. 
c) ganha a mesma energia térmica para atingir nas duas experiências. 
d) nos dois experimentos o ganho de energia térmica não depende da variação de temperatura sofrida. 
e) a potência do fogão convencional é maior que do fogão elétrico. 
 
 
 
 
 
9) Um gás ideal é submetido a um processo termodinâmico ABCD, conforme ilustra a figura a seguir. 
 
Sabendo que o trabalho total associado a esse processo é igual a 1050J, qual o trabalho no subprocesso BCD? 
a) 60 J 
b) 340 J 
c) 650 J 
d) 840 J 
e) 990 J 
 
 
 
 
10) A figura representa uma transformação termodinâmica da mudança do estado inicial A para o estado final 
B de uma massa de gás ideal e pode ser feita pelo “caminho” I ou pelo “caminho” II.Uma análise do gráfico, 
associada aos conhecimentos de termodinâmica, permite concluir: 
 
a) A temperatura da massa de gás no estado A é maior do que no estado B. 
b) A variação da energia interna do gás no “caminho” I é maior do que no “caminho” II. 
c) A quantidade de calor trocada pela massa de gás no “caminho” I é igual a 4,15.104J. 
d) O trabalho realizado pela massa de gás no “caminho” II tem módulo igual a 6,0.103J. 
e) A quantidade de calor trocada pela massa de gás no “caminho” II é da ordem de 104J. 
 
11) 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. 
 
12) Um fluido se expande do estado A para o estado B, como indicado no diagrama da figura. 
 
Analisando-se essas informações, é correto afirmar que o trabalho realizado nessa expansão, em kJ, é igual a: 
a) 2,3 
b) 2,2 
c) 2,1 
d) 2,0 
e) 1,9 
 
 
 
 
13) 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 A→B, 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. 
 
 
14) O gráfico representa, em um processo isobárico, a variação em função do tempo da temperatura de uma 
amostra de um elemento puro cuja massa é de observada durante 9 minutos. 
 
O processo que ocorre na fase sólida envolve um trabalho total de . Nessa fase, a variação da energia interna da 
amostra é: 
a) 6,1 kJ. 
b) 5,9 kJ 
c) 6,0 kJ 
d) -5,9 kJ 
e) -6,1kJ 
 
 
 
 
15) Um mol de um gás ideal monoatômico vai do estado a ao estado c, passando pelo estado b com pressão, 
como mostrado na figura abaixo. A quantidade de calor Q que entra no sistema durante esse processo é de 
aproximadamente: 
 
 
A) 4000 J B) 5000 J C)6000 J D) 7000 J E) 8000 J 
16) São várias as reportagens veiculadas na mídia que mostram pessoas tentando construir um motor que 
não necessita fornecimento contínuo de energia externa para funcionar, ao que se denomina de “moto 
perpétuo”. Essas máquinas têm como objetivo gerar energia para mantero seu próprio movimento, bastando 
dar um impulso inicial e o movimento se dará de forma perpétua. Se essa máquina funcionasse, 
necessariamente se estaria violando a 
a) Lei da Conservação de Energia. b)Primeira Lei de Newton. c)Lei da Conservação de Quantidade de Movimento. 
 d) Lei da Gravitação Universal. e) Equação geral dos gases. 
 
 
 
 
17) 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 o trabalho energia interna diminuiu de nRT. 
 
18) Dois moles de um gás ideal podem ser levados do estado inicial a um estado final por três processos 
diferentes (1, 2 e 3), conforme ilustra o diagrama pressão p em função do volume V a seguir. Então, acerca do 
calor absorvido pelo gás, é CORRETO afirmar que 
 
a) é maior no processo 1 que no processo 3. 
b) é maior no processo 3 que no processo 1. 
c) o maior calor absorvido ocorre no processo 3. 
d) o menor calor absorvido ocorre no processo 2. 
e) são iguais nos processos 1 e 3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19) 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 realizado no processo I é __________ que o trabalho realizado no processo II. 
Observe a figura abaixo. 
A figura mostra dois processos, I e II, em um diagrama pressão (P) x volume (V) ao longo dos quais um gás 
ideal pode ser levado do estado inicial i para o estado final f. 
 
 
 
20) Em um motor de carro o processo de combustão gera 300J de 
energia térmica. Deste valor, 200J são perdidos sob a forma de calor. Qual a 
eficiência desse motor em porcentagem? 
a) 300/3 b) 100/3 c) 200/3 d) 500/2 
 
 
 
21) Um motor só poderá realizar trabalho se receber uma quantidade de energia de outro sistema. No caso, a 
energia armazenada no combustível é, em parte, liberada durante a combustão para que o aparelho possa 
funcionar. Quando o motor funciona, parte da energia convertida ou transformada na combustão não pode 
ser utilizado para a realização de trabalho. Isso significa dizer que há vazamento da energia em outra forma. 
De acordo com o texto, as transformações de energia que ocorrem durante o funcionamento do motor são 
decorrentes de a 
a) liberação de calor dentro do motor ser impossível. 
b) realização de trabalho pelo motor ser incontrolável. 
c) conversão integral de calor em trabalho ser impossível. 
d) transformação de energia térmica em cinética ser impossível. 
e) utilização de energia potencial do combustível ser incontrolável. 
 
 
 
22) Em um refrigerador, o fluido refrigerante passa por processos termodinâmicos que permitem que o calor 
seja removido de um ambiente à baixa temperatura e levado para outro de temperatura maior. Nesse 
a) igual − maior 
b) igual − menor 
c) igual − igual 
d) diferente − maior 
e) diferente − menor 
 
processo, ora o trabalho é realizado sobre o fluido refrigerante, ora é ele que realiza trabalho sobre o meio. 
Esquematicamente, as etapas de tais processos são representadas a seguir. 
 
Nesse ciclo, ocorrem uma expansão adiabática e uma compressão adiabática, respectivamente, entre: 
a) 4 e 1; 2 e 3. 
b) 4 e 1; 1 e 2. 
c) 3 e 4; 1 e 2. 
d) 2 e 3; 3 e 4. 
 
 
23) Durante cada ciclo, uma máquina térmica absorve 500j de calor em um reservatório térmico térmico, 
realiza trabalho e rejeita 420j para um reservatório frio. Para cada ciclo, o trabalho realizado e o rendimento 
da máquina térmica são, respectivamente, iguais a: 
a) 80j e 16% 
b) 420j e 8% 
c) 420j e 84% 
d) 80j e 84% 
 
24) Uma máquina a vapor foi projetada para operar entre duas fontes térmicas, a fonte quente e a fonte fria, 
e para trabalhar segundo o ciclo de Carnot. Sabe-se que a temperatura da fonte quente é de 127 °C e que a 
máquina retira, a cada ciclo, 600 J desta fonte, alcançando um rendimento máximo igual a 0,25. O trabalho 
realizado pela máquina, por ciclo, e a temperatura da fonte fria são, respectivamente: 
a) 240 J e 95 °C 
b) 150 J e 27 °C 
c) 15 J e 95 °C 
d) 90 J e 27 °C 
e) 24 J e 0 °C 
 
 
25) Imagine um sistema termicamente isolado, composto por cilindros conectados por uma válvula, 
inicialmente fechada. Um dos cilindros contêm um gás perfeito, mantido à pressão de , e no outro, tem-se 
vácuo. Abrindo-se a válvula 
a) o gás se expande e, assim, sua temperatura diminui. 
b) a entropia do sistema se mantém constante, pois não há troca de calor. 
c) a entropia do sistema aumenta, porque o processo é irreversível. 
d) a energia interna do gás diminui, porque sua pressão diminui. 
e) a energia interna do gás aumenta, porque sua pressão aumenta. 
 
26) 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. 
 
 
27) 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: 1 cal = 4,2 J e cágua = 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%. 
28) Podemos considerar como máquina térmica qualquer dispositivo que receba uma quantidade de calor Q1 
e converta parte da energia recebida dessa maneira em trabalho mecânico W O calor não aproveitado, 
chamado Q2 = Q1 - W é devolvido ao ambiente sem ser aproveitado. Em relação a essas trocas de calor, 
definimos como eficiência de uma máquina térmica a razão entre o trabalho mecânico W produzido e a 
quantidade de calor Q1 entregue à máquina. Em particular, considere uma máquina térmica que opera entre 
as temperaturas 300K e 1200K Sobre as informações acima descritas, assinale a alternativa INCORRETA. 
 
a) Todas as máquinas térmicas devem satisfazer igualmente a primeira e a segunda lei da termodinâmica. 
b) A eficiência máxima de uma máquina térmica que opere entre as temperaturas citadas é de 75%. 
c) Diminuindo pela metade as temperaturas citadas, o rendimento máximo de uma máquina térmica que opere entre 
essas temperaturas não é alterado 
d) Com a tecnologia moderna, é possível construir uma máquina térmica que opere entre as temperaturas citadas 
com rendimento superior a 75%. 
e) Devido à segunda lei da termodinâmica, é impossível construir um dispositivo cujo único efeito seja converter 
calor integralmente em trabalho. 
 
 
29) O desenvolvimento de teorias científicas, geralmente, tem forte relação com contextos políticos, 
econômicos, sociais e culturais mais amplos. A evolução dos conceitos básicos da Termodinâmica ocorre, 
principalmente, no contexto 
a) da idade média. 
b) das grandes navegações. 
c) da revolução industrial. 
d) do período entre as duas grandes guerras mundiais. 
e) da segunda guerra mundial. 
 
 
 
30) Considere as afirmações com relação à Termodinâmica. 
 
I. A energia interna de uma dada quantidade de gás ideal dependeapenas da temperatura. 
II. Quando um sistema pode ir do estado (1) para o estado (2) por vários processos diferentes, a quantidade de calor absorvida pelo sistema 
será a mesma para todos os processos. 
III. Quando um sistema pode ir do estado (1) para o estado (2) por vários processos diferentes, a variação da entropia do sistema será a 
mesma para todos os processos. 
IV. Quando um sistema pode ir do estado (1) para o estado (2) por vários processos diferentes, a variação da energia interna do sistema será 
a mesma para todos os processos. 
V. Quando um sistema pode ir do estado (1) para o estado (2) por vários processos diferentes, a quantidade de trabalho realizado sobre o 
sistema será a mesma para todos os processos. 
 
Assinale a alternativa correta. 
 a) Somente as afirmativas I, II e IV são verdadeiras. 
 b) Somente as afirmativas III e V são verdadeiras. 
 c) Somente as afirmativas II e V são verdadeiras. 
 d) Somente as afirmativas I, III e V são verdadeiras. 
 e) Somente as afirmativas I, III e IV são verdadeiras. 
 
 
 
31)Adote os seguintes valores quando necessário: 
 
Um motor de potência 2,5 c.v. absorve 925 cal/s de uma o fonte térmica quente, cuja temperatura é de 927º C. 
Sendo o a temperatura da fonte fria de 80,6º F, determine a razão entre o rendimento de um motor de Carnot 
que operasse entre essas mesmas fontes térmicas e o rendimento do referido motor. 
 
a) 0,75 
b) 1,00 
c) 1,50 
d) 2,00 
 
 
32) São várias as reportagens veiculadas na mídia que mostram pessoas tentando construir um motor que 
não necessita fornecimento contínuo de energia externa para funcionar, ao que se denomina de “moto 
perpétuo”. Essas máquinas têm como objetivo gerar energia para manter o seu próprio movimento, 
bastando dar um impulso inicial e o movimento se dará de forma perpétua. 
Se essa máquina funcionasse, necessariamente se estaria violando a 
a) lei da conservação de energia. 
b) primeira lei de Newton. 
c) lei da conservação de quantidade de movimento. 
d) lei da gravitação universal. 
e) equação geral dos gases. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
33) O diagrama abaixo mostra um ciclo realizado por 1 mol de um gás monoatômico ideal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
34) Em um livro com diagramação antiga era apresentado o esquema a seguir, da troca de calor entre dois 
corpos e 
 
Nesse esquema o autor explica que “o calor espontaneamente não pode ir de um corpo para outro de 
temperatura mais alta". 
Essa afirmação está de acordo com a 
a) transformação adiabática. 
b) primeira lei da termodinâmica. 
c) segunda lei da termodinâmica. 
d) propagação de calor por convecção. 
e) experimentação de Joule-Thompson. 
 
 
 
35) Numa turbina, o vapor de água é admitido a 800K e é expulso a 400K. Se o rendimento real dessa turbinaé 
80% do seu rendimento ideal ou limite, fornecendo-se 100kJ de calor à turbina ela poderá realizar um 
trabalho igual a 
a) 80kJ 
b) 60kJ 
c) 40kJ 
d) 20kJ 
e) 10Kj 
 
 
Determine, em porcentagem, o rendimento de uma 
máquina de Carnot que operasse entre as mesmas 
fontes térmicas desse ciclo. 
 
a) 24. 
b) 35. 
c) 65. 
d) 76. 
	28) Podemos considerar como máquina térmica qualquer dispositivo que receba uma quantidade de calor Q1 e converta parte da energia recebida dessa maneira em trabalho mecânico W O calor não aproveitado, chamado Q2 = Q1 - W é devolvido ao ambiente sem ...
	a) Todas as máquinas térmicas devem satisfazer igualmente a primeira e a segunda lei da termodinâmica.
	b) A eficiência máxima de uma máquina térmica que opere entre as temperaturas citadas é de 75%.
	c) Diminuindo pela metade as temperaturas citadas, o rendimento máximo de uma máquina térmica que opere entre essas temperaturas não é alterado
	d) Com a tecnologia moderna, é possível construir uma máquina térmica que opere entre as temperaturas citadas com rendimento superior a 75%.
	e) Devido à segunda lei da termodinâmica, é impossível construir um dispositivo cujo único efeito seja converter calor integralmente em trabalho.
	29) O desenvolvimento de teorias científicas, geralmente, tem forte relação com contextos políticos, econômicos, sociais e culturais mais amplos. A evolução dos conceitos básicos da Termodinâmica ocorre, principalmente, no contexto