P3 de Física 2 da UNICAMP - 2017.1(Diurno)

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

Quantas calorias são necessárias para transformar de gelo a em vapor a ? O calor de fusão do gelo é , o calor de vaporização da água é e o calor específico da água é .

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Considere as seguintes afirmações sobre a temperatura de um gás ideal:

1) A temperatura de um gás ideal aumenta durante uma expansão adiabática.

2) A temperatura de um gás ideal aumenta durante uma expansão a pressão constante.

3) A temperatura de um gás ideal diminui durante um aumento de pressão a volume constante

4) A temperatura de um gás ideal diminui durante uma expansão adiabática.

5) A temperatura de um gás ideal permanece a mesma durante uma expansão a pressão constante.

A(s) afirmação(ões) correta(s) é(são):

a) apenas 1

b) apenas 3 e 4

c) apenas 2 e 4

d) apenas 3

e) 2, 3 e 5

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 )

Quando uma barra de comprimento é submetida a um certo aumento de temperatura, o comprimento da barra aumenta de um certo valor. Se uma barra de mesmo material de comprimento é submetida ao mesmo aumento de temperatura, qual é a relação entre a variação de comprimento da barra menor e a variação de comprimento da barra maior?

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Um objeto , com uma capacidade térmica e inicialmente a temperatura , é colocado em contato térmico com o objeto , com uma capacidade térmica e inicialmente à temperatura , em um recipiente termicamente isolado. Se as capacidades térmicas não variam com a temperatura e não ocorrem transformações de fase, a temperatura final dos dois objetos é:

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Uma máquina de Carnot recebe na forma de calor de um reservatório térmico que está a uma temperatura e rejeita de calor para um reservatório térmico que está a uma temperatura . Qual é a eficiência dessa máquina de Carnot?

a) 15%

b) 20%

c) 25%

d) 35%

e) 50%

Dois gases ideais monoatômicos estão em equilíbrio térmico. Se as moléculas do gás têm massa e as moléculas do gás têm massa , a razão das velocidades quadráticas médias das moléculas nos dois gases é:

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Um cientista afirma que inventou quatro máquinas, todas operando entre fontes de calor a temperaturas constantes de e . Os dados sobre cada máquina, por ciclo de operação, são os seguintes:

Máquina ; , e

Máquina : , e

Máquina : , e

Máquina : , e

Qual(is) das máquinas não viola(m) nenhuma lei da Termodinâmica?

a) A;

b) B;

c) C;

d) D;

e) C e D;

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 duas amostras idênticas do mesmo gás é aumentada da mesma temperatura inicial para a mesma temperatura final em dois processos reversíveis. O processo é executado a volume constante e o processo é executado a pressão constante. A variação da entropia:

a) é maior no processo ;

b) é maior no processo ;

c) é a mesma nos dois processos;

d) é maior no processo apenas se a temperatura inicial for baixa;

e) é maior no processo apenas se a temperatura inicial for elevada;

O ciclo de Joule, representado na figura abaixo, onde e são adiabáticas, é uma idealização do que ocorre em uma turbina de gás: e representam respectivamente aquecimento e resfriamento à pressão constante; é a taxa de compressão e . Seja o coeficiente adiabático do gás ideal submetido ao ciclo dado por .

Dados: , e

1. Calcule o calor trocado no processo () em termos de , , e
2. Calcule o calor trocado no processo () em termos de , e
3. Usando os resultados do item anterior, calcule o rendimento do ciclo em termos de e
4. Sabendo que mols do referido gás são usados na turbina, calcule a variação de entropia no processo em termos de e