P3 de Física 2 da UNICAMP - 2018.1

Segundo a teoria cinética, um gás é constituído por moléculas que se movimentam desordenadamente no espaço do reservatório onde o gás está armazenado. As colisões das moléculas entre si e com as paredes do reservatório são perfeitamente elásticas. Entre duas colisões sucessivas, as moléculas descrevem um movimento retilíneo uniforme a energia cinética de translação das moléculas é diretamente proporcional à temperatura do gás. Com base nessas informações, considere as seguintes afirmativas:

1- As moléculas se deslocam todas em trajetórias paralelas entre si.

2- Ao colidir com as paredes do reservatório, a energia cinética das moléculas é conservada.

3- A velocidade de deslocamento das moléculas aumenta se a temperatura do gás for aumentada.

Assinale a alternativa correta.

1. Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
2. Somente a afirmativa 2 é verdadeira.
3. Somente a afirmativa 3 é verdadeira.
4. Somente a afirmativa 1 e 2 são verdadeiras.
5. Somente a afirmativa 2 e 3 são verdadeiras.

Considere um gás hipotético no qual as partículas constituintes podem ser encontradas com apenas 5 possíveis velocidades, de acordo com a tabela a seguir:

: 7 partículas.

: 3 partículas.

: 4 partículas.

: 11 partículas.

: 5 partículas.

A velocidade mais provável das partículas é:

Se quatro moléculas estao se movendo com uma velocidade escalar de 2 respectivamente, a velocidade quadrática média das moléculas é aproximadamente:

Suponha que mols de gás ideal da figura abaixo se expanda até quatro vezes seu volume inicial. Como se vê, as temperaturas iniciais e finais são as mesmas. Calcule a variação de entropia do gás.

Qual é o máximo coeficiente de desempenho de um refrigerador de Carnot operando em uma sala à temperatura de , se a temperatura no interior do refrigerador é mantida a ?

1. 13,8;
2. 0,1;
3. 0,44;
4. 5,8;
5. 3,0;

Uma massa de um metal é mantida no estado líquido, na temperatura de fusão, por um forno de potência . Se, quando o forno é desligado, o metal leva um tempo para se solidificar, o calor específico de fusão do metal é dado por:

O comprimento , a variação da temperatura e a variação do comprimento , respectivamente, estão dados para quatro barras:

Barra A:

Barra B:

Barra C:

Barra D:

Ordene as barras de acordo com os coeficientes de expansão térmica, começando pelo maior.

1. A e B empatados, depois C, D;
2. C, B, D, A;
3. B, A, D, C;
4. A, B, C, D;
5. C, depois A, B e D empatadas;

Um processo termodinâmico começa e termina com um gás no mesmo estado (estado inicial). Qual das afirmações a seguir pode ser verdadeira?

1. o gás liberou de energia na forma de calor e realizou um trabalho de ;
2. gás não realizou trabalho e forneceu de energia na forma de calor;
3. o processo foi adiabático e o gás realizou um trabalho de ;
4. gás não realizou trabalho e recebeu de energia na forma de calor;
5. o gás recebeu 100 J de energia na forma de calor e realizou um trabalho de .

A eficiência de uma máquina térmica que opera entre uma fonte quente à temperatura e uma fonte fria à temperatura é dada por

1. Quaisquer que sejam as características da máquina;
2. Apenas se a máquina for quase-estática;
3. Apenas se o fluido de trabalho for um gás ideal;
4. Apenas se a máquina for reversível;
5. Apenas se a máquina operar no ciclo de Stirling.

A figura mostra quatro placas de mesma espessura, feitas de materiais diferentes, postas em contato térmico. O calor é transferido da esquerda para a direita e as temperaturas de equilíbrio nas interfaces estão indicadas. Coloque os materiais na ordem crescente da condutividade térmica.

1. 1, 2, 4, 3;
2. 1, 2, 3, 4;
3. 3, 4, 2, 1;
4. 2, 1, 3, 4;
5. todas empatadas.

Um mol de um gás ideal, contido num recipiente munido de um pistão móvel, inicialmente a , se expande isotermicamente até que seu volume seja o dobro do inicial. A seguir sofre uma contração isobárica até voltar ao seu volume inicial. Finalmente, o gás é aquecido isocoricamente até voltar à temperatura inicial. O diagrama associado é dado por:

1. Calcule a temperatura do gás ao final da compressão isobárica.
2. Calcule o trabalho total realizado pelo gás.
3. Qual é a variação de energia interna do gás?
4. Supondo que o gás seja poliatômico (6 graus de liberdade), qual seria o calor cedido durante a contração isobárica?

Uma barra de seção transversal constante de de área tem de comprimento, dos quais de alumínio e de ferro. A extremidade de alumínio está em contato com um reservatório térmico a , e a de ferro com outro, a . A condutividade térmica do alumínio é e a do ferro é .

1. Qual é a expressão do calor transferido por unidade de tempo através da barra de alumínio, em função da diferença de temperatura entre as extremidades da barra de alumínio?
2. Qual é a expressão do calor transferido por unidade de tempo através da barra de ferro, em função da diferença de temperatura entre as extremidades da barra de ferro?
3. No equilíbrio térmico, qual é a temperatura da barra na junção entre o alumínio e o ferro?
4. Se o reservatório térmico de é uma mistura de água com gelo fundente, qual é a massa de gelo que se derrete por hora? O calor latente de fusão do gelo é