P1 de Física 2 da UFRJ - 2014.1

Como se altera a energia cinética média de um gás monoatômico ideal quando a pressão é duplicada a volume constante?

E quando o volume é duplicado a pressão constante?

1. Permanece inalterada em ambos os casos.
2. Cai à metade em ambos os casos.
3. Dobra em ambos os casos.
4. Quadruplica e cai a , respectivamente.
5. Dobra e cai à metade, respectivamente.

Dois gases ideais, um monoatômico e um diatômico, sofrem a mesma variação de energia interna. Marque a alternativa verdadeira.

1. A variação de temperatura, nos dois casos, é a mesma.
2. A variação de temperatura é maior no gás monoatômico.
3. A variação de temperatura é maior no gás diatômico.
4. Não é possível relacionar as variações de temperatura pois não sabemos se o sitema realiza ou não trabalho durante tal processo.
5. As temperaturas não variam.

A figura mostra três recipientes iguais, preenchidos pelo mesmo fluido incompressível até a mesma altura.

Em dois deles, patinhos diferentes estão flutuando.

Marque a resposta que ordena corretamente os recipientes de acordo com o peso total , em ordem decrescente.

Um fluido incompressível escoa suavemente pela tubulação mostrada na figura.

Assinale as relações corretas para as pressões e as velocidades do fluido nos pontos , , e indicados na figura:

1. e
2. e
3. e
4. e

Os três paralelepípedos abaixo tem a mesma altura e a mesma área da base .

Nos três casos, o ponto está em contato com a base e com uma superfície lateral.

Se os três estiverem completamente preenchidos pelo mesmo fluido, marque a alternativa verdadeira:

1. A pressão do fluido sobre a superfície lateral, no ponto , é maior no caso .
2. A pressão do fluido sobre a superfície lateral, no ponto , é maior no caso .
3. A pressão do fluido sobre a superfície lateral, no ponto , é maior no caso .
4. O fluido exerce pressão sobre a superfície lateral apenas no caso .
5. A pressão do fluido sobre a superfície lateral, no ponto , é igual em todos os casos.

Considere as seguintes afirmativas:

1. A variação da entropia de um sistema não depende da reversibilidade do processo termodinâmico mas a variação do conjunto sistema + vizinhança depende.
2. A variação da entropia de um sistema durante um processo reversível é oposta à variação da entropia da vizinhança. No entanto, durante um processo irreversível, um aumento da entropia do sistema é superior, em amplitude, à diminuição da entropia da vizinhança.
3. O desequilíbrio entre a variação da entropia de um sistema e de sua vizinhança durante um processo irreversível é devido a uma dissipação de energia que não pode mais ser usada para efetuar um trabalho. Não havendo dissipação durante um processo reversível, ele não resulta em um aumento da entropia do universo.

São verdadeiras:

1. Apenas I.
2. Apenas II.
3. Apenas III.
4. Apenas I e II.
5. Apenas II e III.
6. Apenas I e III.
7. Todas.
8. Nenhuma.

de um gás ideal é submetido a uma transformação cíclica reversível, representada no plano pelo diagrama abaixo:

Na transformação , o gás sofre um aquecimento a pressão constante; em , um resfriamento adiabático; em , um resfriamento a volume constante; finalmente, em , um aquecimento adiabático.

1. Mostre, partindo de primeiros princípios, que
2. Dado que, no aquecimento a pressão constante, e, no resfriamento a volume constante, , calcule o trabalho realizado neste ciclo.
3. Desenhe o diagrama correspondente no plano , descrevendo cada processo, e calcule o trabalho, da maneira tradicional,APENAS no processo a pressão constante . Escreva o resultado em termos das temperaturas do sistema.

Considere um recipiente de paredes adiabáticas, dividido ao meio por uma membrana também adiabática.

No começo, um lado do recipiente contém um gás com capacidade térmica a temperatura , e o outro lado contém um gás com capacidade térmica a temperatura .

Quando a membrana é substituída por outra condutora térmica, os gases trocam calor até atingirem a temperatura de equilíbrio . Considere .

Calcule, em termos de , ,, , a temperatura de equilíbrio e a variação de entropia do sistema.

1. ,
2. ,
3. ,
4. ,
5. ,

Um engenheiro propôs à sua empresa construir uma máquina térmica onde um gás ideal monoatômico sofre os processos indicados no diagrama da figura:

: processo isotérmico

: processo adiabático

: processo adiabático

A proposta foi rejeitada.

Quais das afirmativas abaixo são justificativas corretas para esta rejeição:

1. Esta máquina não funciona pois viola a segunda lei da termodinâmica.
2. Esta máquina não interessa pois tem uma eficiência muito baixa.
3. O ciclo é inconsistente. Uma das etapas indicadas não pode ocorrer.
4. Esta máquina não funciona pois viola a primeira lei da termodinâmica.

1. I e III
2. I e IV
3. I
4. IV
5. II e IV

Considere o encanamento abaixo, por onde corre horizontalmente, em regime estacionário, um fluido não viscoso de densidade . A extremidade do cano vertical está aberta para a atmosfera e a coluna de líquido nele contida não cai.

Considere conhecidas a pressão , a seção reta e a velocidade no ponto , a altura do cano vertical, a gravidade e a pressão atmosférica .

1. Quais a velocidade e a pressão do fluido no ponto em função da seção reta no ponto ?
2. Discuta o sinal de a partir das expressões obtidas no item anterior.
3. Qual o valor de para que a coluna vertical de líquido não caia?