P3 de Física 2 da UNICAMP - 2018.2

O objeto B tem o dobro da capacidade térmica do objeto A. Inicialmente, o objeto A está a 300 K e o objeto B está a 450 K. Se os dois objetos são postos em contato térmico em um recipiente termicamente isolado, a temperatura final dos dois objetos é:

Escolha uma:

1. 450 K;
2. 350 K;
3. 600 K;
4. 400 K;
5. 300 K;

Quando um gás ideal sofre uma expansão isotérmica.

Escolha uma:

a) o aumento da energia interna é igual ao trabalho realizado sobre o gás;

b) o trabalho realizado sobre o gás é igual à energia absorvida na forma de calor;

c) o aumento da energia interna é igual ao trabalho realizado pelo gás;

d) o trabalho realizado pelo gás é igual à energia absorvida na forma de calor;

e) o aumento da energia interna é igual ao calor absorvido;

A máxima eficiência teórica de uma máquina térmica que opera no ciclo de Carnot entre uma fonte quente à temperatura de ebulição da água e uma fonte fria à temperatura ambiente () é, aproximadamente:

Escolha uma:

1. 80%;
2. 10%;
3. 50%;
4. 99%;
5. 20%;

Em quatro experimentos, os blocos A e B, inicialmente a temperaturas diferentes, foram colocados juntos em uma caixa isolada até atingirem uma temperatura final comum. As variações da entropia dos blocos nos quatro experimentos possuem, não necessariamente na ordem dada, os valores a seguir (em J/K). Determine a que valor de A corresponde cada valor de B

Escolha uma:

1. 9 e -8, 8 e -3, 5 e -5, 3 e -2;
2. 9 e -3, 8 e -5, 5 e -2, 3 e -3;
3. 9 e -5, 8 e -8, 5 e -3, 3 e -2;
4. 9 e -2, 8 e -3, 5 e -3, 3 e -2;
5. 9 e -8, 8 e -5, 5 e -3, 3 e -2;

Quando um termômetro de gás a volume constante está em contato com a água no ponto triplo (), a pressão do termômetro é . No caso desse termômetro, um kelvin corresponde a uma variação de pressão de aproximadamente

Escolha uma:

Um gás em uma câmara fechada passa pelo ciclo mostrado no diagrama pxV da figura. A escala do eixo horizontal é definida por . A variação de energia do sistema em forma de calor durante o ciclo completo é:

Escolha uma:

1. +10 J;
2. +15 J;
3. +20 J;
4. +30 J;
5. –30 J;

A mesma energia Q é absorvida, na forma de calor, por cinco substâncias diferentes. Dadas as massas e as variações de temperatura a seguir, qual das substâncias tem o maior calor específico?

Escolha uma:

1. a temperatura de 6 g da substância A aumenta 15 K;
2. a temperatura de 8 g da substância B aumenta 5 K;
3. a temperatura de 3 g da substância C aumenta 10 K;
4. a temperatura de 10 g da substância D aumenta 10 K;
5. a temperatura de 4 g da substância E aumenta 4 K;

Suponha que n mols do gás ideal da figura abaixo se expanda até quatro vezes seu volume inicial através do processo indicado na figura abaixo. Como se vê, as temperaturas inicial e final são as mesmas. Calcule a variação da entropia do gás.

Escolha uma:

Sabendo que e que , o número aproximado de moléculas em um volume de de ar à temperatura ambiente () e à pressão atmosférica é:

Escolha uma:

Dos cinco gases ideais, todos com o mesmo número de moléculas, e com velocidades médias v e diâmetros moleculares d mostrados a seguir, qual é o gás com maior número de colisões por unidade de tempo?

Escolha uma:

Uma casa tem paredes bem isoladas termicamente com as janelas e portas fechadas (nenhum gás está escapando ou entrando). Tem um volume de de ar a , com uma pressão de Pa.

(a) Calcule a energia (em forma de calor) necessária para aumentar a temperatura do gás diatômico ideal (5 graus de liberdade) por . Fornecer a expressão e o valor.

(b) Se toda essa energia pudesse ser usada para levantar um objeto de massa a uma altura de , qual seria o valor de ? Fornecer a expressão e o valor.

(c) Qual seria o valor de m se fosse um gás monoatômico? Fornecer a expressão e o valor.

Uma amostra de 1 mol de um gás ideal monoatômico passa pelo ciclo mostrado na figura. No ponto A, a pressão, o volume e a temperatura são , respectivamente. Em termos de , encontre:

(a) a energia total entrando no sistema em forma de calor por ciclo

(b) a energia total saindo do sistema em forma de calor por ciclo

(c) a eficiência de um motor operando nesse ciclo

(d) Compare com a eficiência de um motor operando em um ciclo de Carnot entre os mesmos extremos de temperatura.

(e) Na prática, o ciclo de Carnot tem a desvantagem de passar por pressões muito altas. Qual é a pressão máxima de um ciclo de uma máquina de Carnot operando entre os mesmos extremos de temperatura e passando pelo ponto Consideramos que o ponto corresponde ao último ponto da isoterma na temperatura mínima do ciclo de Carnot (nesse ponto , acaba o processo isotérmico e começa a transformação adiabática). Comparar com a pressão máxima do ciclo da figura.