3º EE de Física 2 da UFPE - 2019.1

Uma massa de de água liquida a uma temperatura de está localizada no interior de um recipiente isolado termicamente. O calor específico da água nestas condições é . A seguir, adicionamos a este sistema de gelo a uma temperatura de . O calor específico de fusão do gelo é . Considerando estas informações, responda às questões abaixo:

1. Calcule a quantidade de calor necessária (em calorias) para derreter todo o gelo.
2. Calcule a quantidade de calor necessária (em calorias) para que toda a massa de água liquida passe a ter uma temperatura de .
3. Qual é a temperatura de equilíbrio térmico do sistema? Justifique a sua resposta.
4. Uma vez atingido o equilíbrio térmico do sistema, calcule a massa (em gramas) de gelo que derreteu.

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

1. Calcule a variação da energia interna do gás.
2. Calcule o calor específico molar a volume constante deste gás. Expresse seu resultado em termos de (constante universal dos gases).
3. Supondo que as partículas constituintes do gás não vibram, calcule o número de graus de liberdade de suas partículas e em seguida determine se este gás é () monoatômico, () diatômico ou () poliatômico.

Em uma máquina térmica reversível, um mol de um gás ideal monoatômico sofre uma transformação cíclica representada no diagrama pressão-volume da figura abaixo. O processo termodinâmico é isocórico, o é adiabático e o é isobárico.

1. Calcule a variação de entropia para o ciclo completo.
2. Calcule as variações de entropia , e para cada um dos processos. Quando possível, expresse seus resultados em termos de (constante universal dos gases).
3. Sabendo que a pressão no estado 1 é , calcule a pressão no estado 2. Expresse seu resultado em termos de .