Exercícios de Primeira Lei da Termodinâmica em Gases - Lista de Exercícios Resolvida

A figura abaixo mostra três possíveis expansões de um gás ideal monoatômico, que encontra-se inicialmente no estado (cujo volume é ) para os estados finais , ou , todos de volume , através de três processos reversíveis diferentes:

transformação isobárica;

transformação isotérmica

transformação adiabática

Sobre tais processos, é INCORRETO afirmar que:

A maior troca de calor se dá no processo isobárico.

O trabalho realizado pelo gás é menor no processo adiabático.

No processo isotérmico, todo o trabalho é transformado em calor.

As temperaturas finais terão a relação .

Na transformação isotérmica, não haverá calor trocado com o gás, uma vez que .

Quinhentos joules de trabalho devem ser realizados a fim de comprimir um gás à metade de seu volume inicial a temperatura constante. Quanto trabalho deverá ser realizado para comprimir o gás por um fator de , iniciando com o mesmo volume inicial?

Considere um gás ideal que absorve calor segundo um dos processos que seguem: a volume constante; a pressão constante e a temperatura constante. Para quais desses processos tem-se a variação da energia interna do gás igual a zero?

Apenas (i).

Apenas (ii).

Apenas (iii).

Apenas (i) e (ii).

Apenas (i) e (iii).

Apenas (ii) e (iii).

Todas elas.

Nenhuma delas.

Um gás ideal, inicialmente sob pressão , sofre uma expansão livre (adiabática, sem trabalho externo) até que seu volume final seja vezes o seu volume inicial. Responda:

Qual é a pressão do gás após a expansão livre?

O gás, então, é lenta e adiabaticamente comprimido até seu volume original. A pressão após a compressão é de . Determine se o gás é monoatômico, diatômico ou poliatômico.

Uma amostra de gás ideal se expande de uma pressão e volume iniciais de e para um volume final de .A temperatura inicial é . Se o gás for monoatômico e a expansão for isotérmica, quais são:

A pressão final,

A temperatura final, ?

O trabalho realizado pelo gás?

Refaça os itens anteriores para o caso em que a transformação é adiabática e o gás é monoatômico, e para o caso em que a transformação é adiabática e o gás é diatômico.

Dados:

-Constante dos Gases:

-Pressão atmosférica:

-Gás monoatômico:

No intervalo de temperatura de a , a pressão de um certo gás não ideal está relacionada ao volume e à temperatura através da equação

Qual é o trabalho realizado pelo gás se a temperatura aumenta de para enquanto a pressão permanece constante?

Uma amostra de gás se expande de uma pressão inicial de e um volume inicial de para um volume final de . Durante a expansão, a pressão e o volume estão relacionados pela equação , onde . Determine o trabalho realizado pelo gás durante a expansão.

Um mol de gás ideal monoatômico, partindo sempre do estado inicial de volume , pressão e temperatura , dobra a temperatura por quatro processos diferentes. O processo é a volume constante, o processo é isobárico, o é linear com pressão final e é adiabático. Dê as respostas em função de , e .

Coloque na tabela os valores da pressão e do volume no final de cada processo. Represente cada processo no diagrama .

Calcule a variação da energia interna para cada um dos processos.

No processo , calcule o trabalho e o calor trocado.

O ar inicialmente ocupa à pressão manométrica de se expande isotermicamente para uma pressão de e em seguida é resfriado a pressão constante até atingir o volume inicial. Calcule o trabalho realizado pelo ar. (Pressão manométrica é a diferença entre a pressão real e a pressão atmosférica)

Três mols de nitrogênio estão em uma caixa cúbica e rígida, com lados medindo Determine:

c) A força que o gás exerce sobre cada um dos seis lados da caixa quando a temperatura é de

d) O trabalho realizado pelo gás quando a sua temperatura aumenta pra

e) O número de graus de liberdade das moléculas e a energia cinética média por molécula no estado inicial.

f) A velocidade média quadrática no estado inicial.

Dados:

Nas expansões adiabáticas:

a) o gás realiza trabalho sobre o ambiente e a energia interna do gás diminui

b) a temperatura do gás não varia

c) o ambiente realiza trabalho sobre o gás e energia interna do gás aumenta

d) a energia interna do gás não varia

e) a pressão do gás não varia

A figura abaixo mostra três possíveis expansões de um gás ideal monoatômico, que encontra-se inicialmente no estado (cujo volume é ) para os estados finais , ou , todos de volume , através de três processos reversíveis diferentes:

I – transformação isobárica;

II – transformação isotérmica

III – transformação adiabática

Sobre tais processos, é INCORRETO afirmar que:

1. A maior troca de calor se dá no processo isobárico.
2. O trabalho realizado pelo gás é menor no processo adiabático.
3. No processo isotérmico, todo o trabalho é transformado em calor.
4. As temperaturas finais terão a relação .
5. Na transformação isotérmica, não haverá calor trocado com o gás, uma vez que .

Dadas as seguintes afirmativas a respeito de um gás ideal com calores específicos (a volume constante) e (a pressão constante):

1. É necessário fornecer uma quantidade de calor maior para um mesmo número de moles de um gás ideal a volume constante do que a pressão constante para que este gás sofra uma dada variação de temperatura.
2. A altas temperaturas, é necessário fornecer uma quantidade de calor menor para um mesmo número de moles de um gás ideal monoatômico do que um gás diatômico para que estes gases sofram uma mesma variação de temperatura.
3. Em um processo realizado a pressão constante, a variação de energia interna de um gás ideal só depende da quantidade de calor trocada com as vizinhanças.

As CORRETAS são:

1. Apenas I.
2. Apenas II.
3. Apenas III.
4. Apenas I e II.
5. Apenas II e III.
6. Apenas I e III.

Considere um gás ideal que absorve calor segundo um dos processos que seguem: (i) a volume constante; (ii) a pressão constante e (iii) a temperatura constante. Para quais desses processos tem-se a variação da energia interna do gás () igual a zero?

1. Apenas (i).
2. Apenas (ii).
3. Apenas (iii).
4. Apenas (i) e (ii).
5. Apenas (i) e (iii).
6. Apenas (ii) e (iii).
7. Todas elas.
8. Nenhuma delas.

Um gás ideal está inicialmente em um estado de equilíbrio caracterizado por . O gás pode sofrer um dos seguintes processos:

- Expansão isotérmica reversível até o volume

-Expansão adiabática reversível até o volume

Sabendo que o trabalho realizado pelo gás nestes processos é o mesmo, marque a alternativa correta para a relação entre e

5. Nada se pode afirmar

Dois mols de um gás monoatômico são aquecidos, a partir de , até a temperatura de

1. Qual a quantidade de calor necessária se o aquecimento for a volume constante?
2. Qual é a variação de energia interna do gás?
3. Qual seria o trabalho realizado se o aquecimento fosse a pressão constante?

Um gás monatômico ideal sofre uma expansão isotérmica a 300 K, com o aumento do volume de 0,05 para 0,15 . A pressão final é de 130 kPa. O calor transferido para o gás, em kJ, é mais próximo de:

A) 21

B) 11

C) -21

D) -11

E) zero

Considere dois cilindros de gás idênticos em todos os aspectos, exceto que um contém Oxigênio ( ) e o outro contém Hélio (He). Ambos os cilindros inicialmente contêm o mesmo volume de gás a 0 °C e 1 atm. de pressão, e estão fechados por um pistão móvel em uma extremidade. Ambos os gases são agora comprimidos adiabaticamente para um terço do seu volume original. Qual o gás terá o maior aumento de temperatura e o maior

Aumento de pressão, respectivamente?

3. Nenhum, ambos mostram o mesmo aumento;
4. Nenhum, ambos mostram o mesmo aumento;
5. É impossível dizer a partir da informação dada.

 Qual(ais) dos seguintes processos envolve(m) necessariamente trabalho?

  Você empurra um pistão dentro de um cilindro de paredes adiabáticas com gás, aumentando a temperatura do  mesmo.   Você coloca um cilindro (de paredes diatérmicas) com gás dentro de água quente. O gás expande empurrando um  pistão para cima de forma a levantar um peso.   Um bloco de aço é mantido sobre a chama de uma vela.   

todos esses processos. 

 nenhum desses processos.

 

  

​

 de uma gás ideal monoatômico, cuja temperatura é de , são colocados em um recipiente que contém um pistão móvel. O volume inicial do gás é de . O gás é comprimido isotermicamente até um volume final de 1,0 m³. Qual a quantidade de calor rejeitada pelo gás nesse processo?

 zero 

 

 

O diagrama abaixo descreve processos diferentes entre dois estados inicial e final, respectivamente e , sofridos por 1 mol de um gás ideal. Considere como sendo .

Considerando os dois trajetos indicados no diagrama p-V para se levar o sistema do estado para o estado , a saber e , sabe-se que o calor a ser fornecido ao sistema no trecho é de , no trecho é de e no trecho é de . Qual é então o calor que deve ser fornecido ao sistema no trecho ?

.

.

.

.

.

.

O processo ia tem que ser um processo adiabático, ou seja, sem trocas de calor.

Quando um gás ideal aumenta seu volume a pressão constante, a energia cinética média das moléculas do gás:

1. Aumenta
2. Diminui
3. Não muda
4. Pode aumentar ou diminuir, consoante se trate ou não o processo é realizado adiabaticamente.
5. Pode ou não mudar, mas informação insuficiente é dada para fazer tal determinação.

Um gás está inicialmente em equilíbrio térmico com um reservatório térmico a temperatura . Ele pode realizar a mesma quantidade de trabalho de duas maneiras distintas, através de uma expansão isotérmica até atingir o volume ou através de uma expansão adiabática até atingir volume e temperatura . É correto afirmar que:

(a) e .

(b) e .

(c) e .

(d) e .

(e) e .

(f) e .

Uma certa quantidade de gás ideal contida no recipiente de um manômetro de tubo aberto está inicialmente a uma temperatura , quando a pressão manométrica vale . A pressão atmosférica local vale O gás é aquecido a volume constante, até atingir uma temperatura , quando a pressão manométrica atinge o dobro da inicial. Qual a relação entre as temperaturas?

​A figura a seguir mostra, em escala, o diagrama que descreve dois processos, e , que uma certa amostra de gás ideal pode sofrer a partir do mesmo estado inicial . O processo leva o gás para o estado final , enquanto o processo o leva ao estado final . Os estados 2 e 3 apresentam a mesma temperatura.

Considere: A variação de energia interna do gás, , o calor recebido pelo gás, , e o trabalho realizado sobre o gás, . A comparação correta dos valores dessas grandezas (dos valores com o sinal, não dos módulos dos valores!) nos dois caminhos é

Para a variação de energia:

Para o trabalho realizado sobre o gás

Para o calor recebido pelo gás

Utilize a figura abaixo, que representa um processo termodinâmico sofrido por  de Neônio . Considere .

Podemos afirmar que as opções corretas são:

 A pressão no  vale . 

 A pressão no ponto  vale 

 A temperatura em  vale .

   ​

Um cilindro fechado por um pistão móvel contém  mols de uma gás ideal, à temperatura inicial de . Um certa quantidade de calor  é injetada no sistema, de modo que o sistema sofre um processo isocórico e a pressão final se torna  vezes a pressão inicial. O calor específico molar a pressão constante do gás é  O calor  absorvido pelo gás é aproximadamente, em , 

Considere pontos no diagrama com as seguintes pressões e volumes. Ponto A:

(2,); Ponto B: (,2); Ponto C: (,2); Ponto D: (,). Considere que de um gás ideal sejam colocados para realizar os seguintes ciclos:

Ciclo : o gás passa por uma expansão isobárica do ponto A até o ponto B, e depois por um processo isocórico do ponto B para o ponto C. Em seguida, é comprimido isobaricamente do ponto C para o ponto D e finalmente retorna isocoricamente ao ponto A.

Ciclo : o gás passa por uma expansão isobárica do ponto A ate o ponto B, e depois por um processo isocórico do ponto B para o ponto C. Finalmente, o gás é comprimido isotermicamente do ponto C para o ponto A.

Ainda com relação aos ciclos, assinale a opção CORRETA:

1. No ciclo , o calor trocado no trecho é positivo.
2. No ciclo , o calor trocado no trecho é negativo.
3. No ciclo , a variação de energia térmica no trecho é negativa.
4. No ciclo , o trabalho realizado pelo sistema no trecho é negativo e no trecho é positivo.
5. No ciclo , a energia termica diminui no trecho .

O diagrama abaixo descreve processos diferentes entre dois estados inicial e final, respectivamente e , sofridos por 1 mol de um gás ideal. Considere como sendo .

O que se pode dizer sobre os pontos e do diagrama abaixo?

Precisa-se adicionar a mesma quantidade de energia interna (ou térmica) a um gás nessas condições para se chegar ao estado .

O trabalho para se levar o sistema do estado para o estado independe do trajeto escolhido no diagrama.

Os pontos a e b encontram-se sobre uma mesma isoterma.

A temperatura em é menor que a temperatura em .

Todas as alternativas acima estão incorretas.

. Durante um processo adiabático reversível, podemos afirmar para a energia interna de um gás ideal monoatômico em função do volume que

é proporcional a

é proporcional a

é proporcional a

é proporcional a

A figura abaixo representa um processo adiabático. Assinale a afirmação correta.

A) e

B) e

C) e

D) e

E) e

Um gás ideal monoatômico () num recipiente fechado passa por um processo adiabático. O recipiente contém 20 mols do gás, a pressão inicial é 400 kPa e a temperatura inicial é 450 K. A temperatura final é 320 K. O volume final do gás em unidades do SI é, aproximadamente:

A) 0,21

B) 0,23

C) 0,27

D) 0,30

E) 0,33

Um mol de um gás ideal monoatômico ao ser expandido realiza um trabalho de e ganha de calor. Podemos afirmar que a expansão deste gás pode ser:

(a) Expansão livre.

(b) Isovolumétrica (ou isocórica) reversível.

(c) Isotérmica reversível.

(d) Adiabática reversível.

(e) Isobárica reversível.

Uma máquina térmica descreve o ciclo abca mostrado na Figura ao lado usando 9,0 moles de um gás ideal. O processo ca é adiabático. As temperaturas dos pontos a e b são 300 K e 500 K, respectivamente. O volume do ponto c é 0,20 m3. A constante adiabática do gás é γ =1,67.

O trabalho realizado pela máquina no processo ab, em kJ, é mais próximo de:

a) zero

b) +15

c) +25

d) -15

e) -25

Considere 4 mols de um gás ideal diatômico inicialmente a temperatura T. Primeiramente, o gás é submetido a uma expansão a pressão constante aumentando sua temperatura para 3T. Em seguida, o gás sofre uma expansão adiabática. Sabendo que a variação da energia interna total do gás nos dois processos é de 4RT, qual o trabalho total realizado pelo gás?

a) -RT

b) -4RT

c) RT

d) 6RT

e) 15RT

f) 20RT

g) 24RT

h) 28RT

Dois gases distintos são mantidos isolados por recipientes rígidos e . O recipiente contém do gás He enquanto o recipiente contém 1 mol do gás . Admita que os gases são ideais e que suas temperaturas são e , respectivamente. Nestas temperaturas as oscilações internas não contribuem para energia média. Considere que as moléculas diatômicas possuem movimento rotacional e assuma que a constante dos gases ideais é dada por

I) A energia interna do gás em é

II) A energia interna do gás em é .

III) Se os gases são postos em contato térmico, permanecendo isolados do ambiente a temperatura final de equilíbrio será .

IV) A contribuição da rotação para energia interna é nula para o gás em A.

V) Em baixas temperaturas, onde somente a energia de translação contribui para a energia interna, a energia interna por mol é maior para o devido à maior massa.

Assinale a alternativa correta:

a) As afirmações I, II e V são verdadeiras.

b) Somente as afirmações I e IV são verdadeiras

c) Somente as afirmações I, II e IV são verdadeiras

d) As afirmações I, III, V são falsas.

e) Somente a informação III é falsa

Considere um recipiente com êmbolo que contém em seu interior uma quantidade fixa de gás ideal. Submetemos esse sistema a um processo termodinâmico, no qual o volume do gás é reduzido a um terço de seu volume inicial e a temperatura absoluta aumentada por um fator 1,5. Neste processo, a pressão do gás:

1. Aumenta por um fator 4,5.
2. Diminui por um fator 2.
3. Permanece constante.
4. Diminui por um fator 4,5.
5. Aumenta por um fator 2.

Quando um termômetro de gás a volume constante está em contato com a água no ponto triplo (), a pressão do termômetro é . No caso desse termômetro, um kelvin corresponde a uma variação de pressão de aproximadamente

Escolha uma:

2 mols de gás monoatômico tem um aumento de em um processo de expansão isobárica. Qual o trabalho realizado pelo gás durante este processo?

A) 332 J

B) 500 J

C) 832 J

D) 2,44 kJ

E) 4,19 kJ

Um mol de um gás ideal monoatômico pode atingir o mesmo estado final através de três processos distintos como mostrado no gráfico abaixo.

Dados e .

O calor absorvido pelo gás no processo B é:

A) -1,9 J

B) -1,1 J

C) 0 J

D) 1,1 J

E) 1,9 J

Dois mols de um gás ideal são levados do estado para o estado , conforme ilustrado ao lado. Desprezando efeitos de vibração das moléculas, assinale a alternativa que pode corresponder ao tipo de gás utilizado e ao processo ilustrado.

1. Monoatômico e Isotérmico
2. Diatômico e Isotérmico
3. Poliatômico e Isotérmico
4. Monoatômico e Adiabático
5. Diatômico e Adiabático
6. Poliatômico e Adiabático
7. Monoatômico e Isobárico
8. Diatômico e Isobárico
9. Poliatômico e Isobárico

A figura mostra quatro trajetórias em um diagrama ao longo das quais um gás pode ser levado de um estado para um estado . Ordene as trajetórias de acordo com o valor absoluto da energia transferida na forma de calor entre o gás e o ambiente, começando pelo maior.

(a) Todas empatadas

(b) e empatadas, depois ,

(c)

(d)

(e)

A temperatura de de um gás ideal monoatômico é aumentada de a pressão constante. Calcule

1. O trabalho realizado pelo gás
2. A energia transferida para o gás (Dê a resposta em termos da constante dos gases ideais )
3. A variação de energia interna do gás (Dê a resposta em termos da constante dos gases ideais )
4. A variação da energia cinética média por átomo. (Dê a resposta em termos da constante de Boltzmann )

Considere os seguintes processos reversíveis em um gás ideal: (I) uma expansão a pressão constante, (II) uma expansão adiabática e (III) um aumento de pressão a volume constante.

O que acontece com a temperatura do gás nesses três processos?

a) (I) diminui, (II) não muda, (III) aumenta

b) (I) aumenta, (II) aumenta, (III) diminui

c) (I) diminui, (II) não muda, (III) diminui

d) (I) aumenta, (II) não muda, (III) diminui

e) (I) aumenta, (II) diminui, (III) aumenta

f) (I) aumenta, (II) não muda, (III) aumenta

g) (I) diminui, (II) aumenta, (III) não muda

h) (I) não muda, (II) não muda, (III) não muda

Quatro mols de um gás diatômico ideal, com rotação molecular, mas sem vibração, sofrem um aumento de temperatura de a pressão constante. (Dado: )

1. Qual é a quantidade de calor transferida ao gás?
2. Qual é o aumento da energia interna do gás?
3. De quanto aumentou a energia cinética de translação do gás?

Um gás ideal monoatômico sofre uma expansão isotérmica a 300 K, com o aumento do volume de 0,020 m3 para 0,040 m3 . A pressão final é de 120 kPa. A transferência de calor para fora do gás é mais próxima de:

A) 3,3 kJ

B) 1,7 kJ

C) -3,3 kJ

D) -1,7 kJ

E) 0,00 kJ

1,0 mol de um sólido elementar e 1,0 mol de um gás monoatômico interagem termicamente dentro de um recipiente isolado. Qual é a variação de temperatura do sólido se a temperatura do gás decresce de a volume constante?

a) aumenta de

b) diminui de

c) aumenta de

d) diminui de

e) aumenta de

Um gás monoatômico ideal, a uma temperatura inicial (em K), se expande de um volume inicial para um volume 2 por cinco processos indicados no diagrama T-V da figura. O único processo que pode corresponder a uma expansão adiabática é:

a) AF;

b) AB;

c) AC;

d) AD;

e) AE;

Um mol de um gás ideal diatômico, contido num recipiente munido de um pistão móvel, inicialmente a , se expande isotermicamente de um volume até que o seu volume triplique. A seguir sofre uma contração isobárica à pressão P até voltar ao seu volume inicial. Finalmente, o gás é aquecido isocoricamente até voltar à temperatura inicial.Considere que não ativa graus de liberdade vibracionais das moléculas do gás. Use .

a) Desenhe o diagrama PV associado, indicando todos os pontos relevantes. Deixe claro cada um dos processos descritos acima.

b) Calcule a temperatura T do gás ao final da compressão isobárica, em termos de e R, a constante dos gases ideais.

c) Calcule o trabalho total realizado pelo gás,em termos de e R.

d) Calcule o calor trocado durante o aquecimento isocórico,em termos de e R.

e) Calcule o rendimento deste ciclo.

Se um gás se expande livremente no vácuo:

a) a expansão é adiabática, o trabalho realizado é zero, a energia interna do gás permanece a mesma e a temperatura do gás permanece a mesma;

b) a expansão é adiabática, o trabalho realizado é zero, a energia interna do gás diminui e a temperatura do gás diminui;

c) a variação de entropia é zero;

d) a expansão é adiabática, o gás realiza trabalho sobre o ambiente, e a energia interna do gás diminui;

e) a expansão ocorre a uma pressão constante;

Uma máquina térmica descreve o ciclo abca mostrado na Figura ao lado usando 9,0 moles de um gás ideal. O processo ca é adiabático. As temperaturas dos pontos a e b são 300 K e 500 K, respectivamente. O volume do ponto c é 0,20 m3. A constante adiabática do gás é γ =1,67.

O calor absorvido pelo gás no processo ca, em kJ, é mais próximo de:

a) +10

b) +16

c) zero

d) -10

e) -16

Um recipiente isolado termicamente contém um volume inicial de um gás ideal. O gás é expandido para um volume maior através do movimento lento de um êmbolo móvel, mantendo seu isolamento térmico. Considerando o processo de expansão como reversível, qual das afirmações abaixo é correta?

1. A temperatura do gás não se altera
2. O gás não realiza trabalho
3. A temperatura do gás aumenta
4. A energia térmica do gás diminui
5. A energia térmica do gás aumenta

Um sistema foi submetido a um processo adiabático no qual a energia térmica aumentou . Qual das afirmações a seguir é verdadeira?

1. Um trabalho de foi realizado sobre o sistema.
2. Um trabalho de foi realizado pelo sistema.
3. O sistema recebeu de energia na forma de calor.
4. O sistema forneceu de energia na forma de calor.
5. A combinação do trabalho e calor recebidos pelo sistema foi de , mas não é possível determinar cada um separadamente.

O gráfico abaixo ilustra uma transformação num gás ideal, na qual do gás recebem de calor do ambiente. Qual a variação de energia térmica do gás?

 mols de um gás ideal monoatômico  passa por um processo adiabático. A pressão inicial é  e a temperatura inicial é . A temperatura final é .

O volume final do gás em unidades do SI é:

​

Considere um cilindro contendo um mol de gás monoatômico tampado por um êmbolo imerso em uma mistura de água e gelo (ver figura). O êmbolo é rapidamente empurrado para baixo até a posição 2 através de um processo adiabático, reduzindo o volume do gás a um terço do volume inicial. É mantido nessa posição até que o gás volte ao equilíbrio térmico com a mistura de gelo e água. Em seguida o êmbolo é levantado até a posição inicial através de uma transformação isotérmica (ver diagrama da figura). Calcule:

1. a temperatura do gás assim que o êmbolo chegar à posição 2;
2. quanto gelo derrete no processo até o gás voltar ao equilíbrio térmico, com o êmbolo na posição 2;
3. o trabalho feito pelo gás na expansão isotérmica;
4. a quantidade total de gelo que foi derretida no processo inteiro;
5. a variação de entropia do sistema gás-água-gelo.

Uma quantidade de moles de um certo gás ideal tem calor específico molar a volume constante e calor específico molar a pressão constante . O gás expande-se, mantendo-se sua pressão constante, até que sua temperatura aumente de para . Podemos afirmar que:

(a) Sua energia interna variou de

(b) Sua energia interna variou de

(c) A situação proposta não é válida, pois ao se expandir, a temperatura de um gás ideal sempre diminui.

(d) Como o processo é isobárico, sua energia interna não variou.

(e) Não podemos saber , pois podemos calcular o calor recebido mas não o trabalho realizado.

Durante um processo termodinâmico de expansão de um gás ideal, observa-se que, onde é a temperatura e é o volume do gás. O trabalho realizado na expansão entre , e o trabalho realizado na expansão entre . A razão entre é

O diagrama abaixo mostra 3 processos realizados por uma amostra de de um gás ideal diatômico. As temperaturas dos pontos e são .

Quanto calor (em módulo) aproximadamente é trocado pelo gás durante a parte bc do ciclo? Esse calor é injetado no gás ou rejeitado pelo gás?

1. 15 kJ, injetado
2. 15 kJ, rejeitado
3. Zero
4. 30 kJ, injetado
5. 30 kJ, rejeitado

O diagrama abaixo mostra 3 processos realizados por uma amostra de de um gás ideal diatômico. As temperaturas dos pontos e são .

Qual o trabalho realizado no ciclo?

1. 16 kJ
2. -16 kJ
3. - 4 kJ
4. 4 kJ
5. Zero

Para aumentar em ​ a temperatura de uma amostra de gás ideal, são necessários de calor quando o gás é mantido a volume constante, e quando o gás é mantido a pressão constante. Dados:

Qual é a constante adiabática deste gás?

Essa quantidade de gás corresponde a quantos moles?

. 

​

O vapor contido numa panela de pressão, inicialmente à temperatura e à pressão ambientes, é aquecido até que a pressão aumente em cerca de 20% de seu valor inicial. Desprezando-se a pequena variação do volume da panela, a razão entre a temperatura final e inicial do vapor é:

1. 2,0
2. 1,2
3. 1,0
4. 0,8
5. 1,8

A figura abaixo mostra três possíveis expansões de um gás ideal monoatômico, que encontra-se inicialmente no estado (cujo volume é ) para os estados finais , ou , todos de volume , através de três processos reversíveis diferentes: -Transformação isobárica; -Transformação isotérmica e -Transformação adiabática.

Sobre tais processos é INCORRETO afirmar que:

(a) A maior variação do módulo da energia interna do gás ocorre no processo adiabático.

(b) No processo isotérmico todo trabalho é transformado em calor.

(c) O trabalho realizado pelo gás é menor no processo adiabático.

(d) A maior troca de calor se dá no processo isobárico.

(e) As temperaturas finais terão a relação .

Considere uma molécula de um gás diatômico que ocupa um volume e está submetido a uma temperatura extremamente alta. De acordo com o Princípio da Equipartição da Energia, seu calor específico molar, ou capacidade térmica molar, a volume constante será:

(a)

(b)

(c)

(d)

Um gás ideal monoatômico sofre uma compressão adiabática diminuindo seu volume a 1/3 do volume inicial.

Consequentemente, sua temperatura:

a) aumentará por um fator

b) diminuirá por um fator

c) aumentará por um fator

d) diminuirá por um fator

e) não sofrerá alterações

Uma certa quantidade de um gás ideal, inicialmente num estado com temperatura e volume , sofre uma expansão adiabática livre de forma que seu volume passa a ser . Depois disso, utilizando-se de um processo adiabático reversível, o gás é levado a um estado com temperatura e volume . Podemos afirmar que:

(a)

(b)

(c)

(d) Nenhuma das respostas

Uma quantidade de ar (considerado um gás ideal diatômico, cujo calor especifico molar a volume constante vale ou é primeiro resfriada sem variação de volume, e depois expandida sem variação de pressão, como mostra o caminho , na figura abaixo.

Compare a temperatura final do gás com a sua temperatura inicial

Quanto calor o ar recebe do seu meio ambiente durante o processo ? Explique.

Se, em vez disso, o ar se expandisse do estado ao estado pelo caminho mostrado em linha reta, quanto calor ele receberia do seu meio ambiente?

Pelo novo caminho, qual a variação da energia interna ao sair do estado ao ? E pelo caminho original? Explique.

Três amostras idênticas de um mesmo gás ideal estão confinadas em um cilindro fechado por um êmbolo móvel. A força que o êmbolo exerce sobre o gás é ajustada para que o gás esteja confinado com a pressão inicial e com o volume inicial do interior do cilindro

O gás da amostra é aquecido, e o volume da câmera é alterado, mantendo-se o valor da força inalterado.

O gás da amostra é aquecido mantendo-se a posição do êmbolo inalterada.

O êmbolo comprime o gás da amostra suficientemente rápido para que o calor trocado entre gás e vizinhança seja desprezível.

Todos os processos terminam à mesma temperatura e estão ilustrado no mesmo diagrama a seguir.

Qual a transformação, ou que descreve cada situação e ?

Ordene os processos e em ordem crescente de trabalho realizado pelo gás.

Ordene os processos e em ordem crescente de calor recebido do ambiente. Justifique.

As variações da energia interna são diferentes? Justifique.

Indique na figura um processo possível em que a variação da energia térmica seja a mesma que para o processo e na qual o gás ceda calor para o ambiente em vez de receber.

 Quais dos seguintes processos envolvem calor? 

 Você empurra um pistão dentro de um cilindro com gás, aumentando a  temperatura do mesmo. 

 Você coloca um cilindro com gás dentro de água quente. O gás expande  empurrando o pistão para cima de forma a levantar um peso. A temperatura do  gás não sofre variação .

­ um bloco de aço é mantido sobre a chama de uma vela. 

Um gás ideal está confinado em um cilindro com pistão que pode se mover sem atrito. O gás pode sofrer as transformações  ou  do estado  para o estado . 

É correto afirmar que:

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