P3 de Física 2- FIS1041 da PUCRIO - 2014.1

1. Calcule a massa de vapor d’água a que precisa ser misturada com de gelo a , para produzir água a .
2. Calcule a variação de entropia total do sistema durante esse processo.
3. Esse processo é reversível ou irreversível. Baseando-se na 2ª Lei da Termodinâmica, comente se isso está de acordo com sua resposta do item (b).

Um gás de moléculas de nitrogênio () ocupa um volume à temperatura de . Sabe-se que existem no volume ocupado pelo gás. Considere o gás ideal (dado: de tem massa igual a ).

1. Determine o número de mols da amostra.
2. Determine a energia cinética média (translação + rotação) por molécula do gás.
3. Determine, a partir da energia cinética média de translação, a velocidade quadrática média das moléculas do gás.

O gás, nas mesmas condições iniciais acima, é agora submetido a uma expansão em que a pressão aumenta linearmente com o volume. A pressão e o volume no estado final são duas vezes maiores que no inicial ( e ).

4. Esboce o diagrama do processo termodinâmico e obtenha, em função de , e , o trabalho realizado pelo gás e o calor fornecido ao gás nesse processo.

Dados:

Uma amostra de um gás ideal () passa pelo processo mostrado na figura abaixo.

De a , o processo é adiabático. De a é isobárico com de energia entrando no sistema por calor. De a , o processo é isotérmico. De a , é isobárico com de energia saindo do sistema por calor.

1. Encontre as temperaturas dos estados , e do processo isotérmico.
2. Responda, justificando, se o gás é mono-, di- ou poliatômico.
3. Reproduza a tabela abaixo no caderno de respostas. Complete-a, justificando, com os valores de , e para cada um dos processos e para o ciclo.



4. Calcule a eficiência de uma máquina que funcione com esse ciclo.

Um gás de moléculas de nitrogênio () ocupa um volume à temperatura de . Sabe-se que existem no volume ocupado pelo gás. Considere o gás ideal (dado: de tem massa igual a ).

1. Determine o número de mols da amostra.
2. Determine a energia cinética média (translação + rotação) por molécula do gás.
3. Determine, a partir da energia cinética média de translação, a velocidade quadrática média das moléculas do gás.

O gás, nas mesmas condições iniciais acima, é agora submetido a uma expansão em que a pressão aumenta linearmente com o volume. A pressão e o volume no estado final são duas vezes maiores que no inicial ( e ).

4. Esboce o diagrama do processo termodinâmico e obtenha, em função de , e , o trabalho realizado pelo gás e o calor fornecido ao gás nesse processo.

Dados: