3º EE de Física 2 da UFPE - 2013.1

Uma amostra de chá quente e uma amostra de gelo são colocadas em um recipiente termicamente isolado e se espera até que entrem em equilíbrio. O gráfico ao lado ilustra a dependência temporal da temperatura das amostras.Admitindo que as propriedades térmicas do chá são idênticas à da àgua, considere as afirmações abaixo sobre a situação de equilíbrio:

(i) A temperatura de equilíbrio está acima da temperatura de congelamento da água.

(ii) O líquido congelou parcialmente.

(iii) O gelo derreteu parcialmente.

Quais são as verdadeiras?

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

O interior de uma casa é mantido a uma temperatura constante, abaixo da temperatura do ambiente exterior, por condicionadores de ar instalados em cada cômodo. No cômodo, a parede em contato com o ambiente externo tem área de e espessura de e o aparelho opera com uma pot^encia útil de . No cômodo a parede em contato com o ambiente externo é constituída do mesmo material, mas tem espessura de e área de . Qual é a potência útil do aparelho do cômodo em ?

Considere os processos: (i) Um objeto é lançado sobre uma mesa com coeficiente de atrito cinético e, devido à ação do atrito, atinge o repouso após certo intervalo de tempo; (ii) Um gás confinado a um recipiente em contato com um reservatório térmico expande isotermicamente. Qual da alternativas abaixo corresponde, respectivamente, à variação de entropia do sistema objeto+mesa no processo (i) e a variação da entropia do gás no processo (ii).

Calcule a variação de entropia associada ao processo de evaporação de de mercúrio, sabendo que o material evapora a .

(Dados: calor latente de evaporação = ; calor específico à temperatura ambiente ).

Em 3 experimentos distintos, um gás diluído é mantido em equilíbrio dentro de um recipiente em temperaturas diferentes. A figura ao lado mostra a distribuição de equilíbrio das velocidades moleculares do gás nos 3 experimentos. No final de cada experimento, liga-se um dispositivo que permite que todas as moléculas com velocidade superior a escapem do recipiente. Considere as afirmações abaixo:

(i)

(ii) A probabilidade de uma molécula escapar do recipiente é maior no experimento .

(iii) No experimento 2 o número de moléculas que escapam é maior que do total de moléculas.

Quais são as verdadeiras?

1. Todas.
2. Apenas(iii).
3. Apenas(i).
4. Apenas(ii).
5. (ii) e (iii).
6. (i) e (iii).
7. (I) e (ii).

Quando são adicionados na forma de calor a certo gás ideal sujeito à pressão atmosférica (), seu volume aumenta de para .

1. Calcule os calores específicos molares deste gás. Expresse suas respostas em termos de
2. Determine o númerode graus de liberdade das moléculas do gás e responda se este gás é monoatômico, diatômico ou poliatômico (suponha que as moléculas não vibram).

Um gás passa pelo ciclo abca mostrado no diagrama ao lado.O trabalho total realizado é . Ao longo da trajetória , a variação de energia interna é e o valor absoluto do trabalho realizado é . Ao longo da trajetória , a energia transferida na forma de calor é . Qual das alternativas abaixo corresponde respectivamente aos valores em joules de: energia transferida em

forma de calor ao longo da trajetória e o calor total no ciclo?

A máquina de Stirling funciona com um ciclo termodinâmico formado de 4 processos mostrados no diagrama ao lado. Os processos são isotérmicos enquanto são isovolumétricos.Suponha que a substância de trabalho são de um gás ideal diatômico e que o motor opera entre as temperaturas e (Quando necessário use e ).

1. Calcule, para o ciclo, o calor absorvido e o trabalho realizado pelo gás sabendo que
2. Calcule a eficiência deste motor e compare com a eficiência de uma máquina de Carnot operando entre as temperaturas mais alta e mais baixa do ciclo. Expresse os resultados na forma de fração.