Exercícios de Primeira lei da termodinâmica - Lista de Exercícios Resolvida

Em um processo adiabático, não ocorre transferência de energia na forma de calor. Diga se cada uma das declarações seguintes sobre um processo adiabático em um sistema fechado é sempre verdadeira, sempre falsa ou verdadeira sob certas condições (especifique as condições):

a)

b)

c)

d)

e)

a) Qual o significado do termo função de estado?

b) Dê um exemplo de grandeza que é função de estado e de uma que não é.

c) A temperatura é função de estado? Justifique sua resposta.

Uma amostra de gás aquecida em um cilindro consome 524 Kj de energia na forma de calor. Ao mesmo tempo, um pistão comprime o gás e realiza 340 Kj de trabalho. Qual é a variação de energia interna do gás durante o processo?

Um gás em um cilindro foi colocado em um aquecedor e ganhou de calor. Se o volume do cilindro aumentou de para contra uma pressão atmosférica de durante o processo, qual é a variação de energia interna do gás no cilindro ?

Um gás é confinado em um cilindro equipado com um pistão e um aquecedor elétrico, como mostrado na ilustração desse exercício. Suponha que se forneça corrente para o aquecedor de tal forma que sejam adicionados 100J de energia. Considere duas situações diferentes. No caso (1) é permitido que o pistão se mova à medida que a energia é adicionada. No caso (2) o pistão está fixo, de tal forma que não se possa mover.

a) Em qual caso o gás tem a maior temperatura depois da adição da energia elétrica?

b) O que você pode dizer sobre os valores de q e w em cada um desses casos?

c) O que você pode dizer sobre os valores relativos de para o sistema (o gás no cilindro) nos dois casos?

Uma quantidade de ar é expandida e realiza 5,0 kJ de trabalho.

Quanto calor é fornecido ao ar se a energia do ar aumenta em (a) 5,0 kJ, (b) 2,0 kJ, (c) 0 kJ?

Os desenhos abaixo mostram uma visão molecular de um sistema que varia em temperatura constante. Diga, em cada caso, se o calor é absorvido ou perdido pelo sistema, se o trabalho de expansão é executado no sistema ou pelo sistema e prediga os sinais de q e w no processo.

Num dado recipiente contendo um líquido, é imerso um cilindro contendo gás ideal, confinado por um êmbolo móvel, conforme as figuras adiante

O recipiente está sobre uma fonte térmica e a base do recipiente é diatérmica, permitindo trocas de calor entre a fonte e o recipiente. As demais paredes do recipiente são adiabáticas e as paredes do cilindro que contém o gás são diatérmicas. A fonte térmica fornece 2000 J para o sistema formado pelo líquido e o gás, conforme figura (I) acima. Devido ao calor fornecido pela fonte térmica, a temperatura do líquido aumenta de 3K, consumindo 1500 J. Por outro lado, o gás realiza uma expansão com um aumento de volume de , a uma pressão constante de , como representado na figura (II) acima.

a) Calcule o trabalho realizado pelo gás.

b) Calcule a variação da energia interna do gás.

c) Nesse processo, o que acontece com a energia cinética das partículas que compõem o gás: aumenta, diminui ou não muda? Justifique a sua resposta.