Na vaporização de um líquido por ebulição, tem-se um processo
Um gás ideal contido em um cilindro está a 10 °C. Um pistão comprime esse gás de tal modo que seu volume fique 1/3 do original e sua pressão seja cinco vezes maior. A temperatura final do gás será, aproximadamente,
Um gás de comportamento ideal escoa por uma tubulação e por uma válvula de controle bem isoladas termicamente. A vazão do gás é de 100 kmol/h. A montante da válvula, a pressão e a temperatura do gás são de 1000 kPa e 600 K. A queda de pressão na válvula é de 200 kPa. Considerando-se desprezível a variação de energia cinética, qual será a temperatura do gás após a válvula?
Dados: cp = 30 J/(mol•K) cv = 21 J/(mol•K)
A termodinâmica é a área da Física que lida com fenômenos associados aos conceitos de temperatura e calor. Com relação aos conceitos da termodinâmica, é correto afirmar que:
Nos manuais de utilização de um automóvel, recomenda- se que os pneus sejam calibrados a cada 15 dias e à temperatura ambiente, apresentando, inclusive, sugestão de intervalos de pressão para cada carga. Em uma região com temperatura ambiente de 30 °C, os pneus atingem 120 °C após duas horas de viagem. Considerando o ar como um gás ideal e desprezando a variação de volume do pneu, o aumento percentual de pressão será da ordem de
Uma certa quantidade de um gás ideal ocupa metade de um recipiente isolante térmico. A partição desse recipiente é retirada e o gás expande livremente, ocupando todo o volume do recipiente. Assinale a alternativa que representa as relações entre as pressões (Pf e PI) e as temperaturas (Tf e TI) e as temperaturas finais e iniciais do gás, respectivamente.
Dentro de um balão volumétrico, tem-se um gás perfeito a uma temperatura de 0ºC ocupando um volume de 22,4 litros sob pressão de 1 atm. Esse gás sofre uma transformação gasosa obtendo temperatura fnal de 27ºC a uma pressão de 1 atm.
Assinale a afrmação correta sobre a transformação gasosa sofrida e sobre seu volume fnal aproximado, em L.
Um processo acontece com um gás ideal que está dentro de um balão extremamente flexível em contato com a atmosfera. Se a temperatura do gás dobra ao final do processo, podemos dizer que:
Uma amostra de um gás ideal sofre uma compressão isotérmica. Essa amostra, portanto,
No que se refere a gases, as três grandezas físicas mais importantes são a temperatura, a pressão e o volume. Considerando essas grandezas e o modelo cinético dos gases, julgue os próximos itens.
De acordo com a equação dos gases ideais, se a temperatura for mantida constante e o volume do gás for aumentado por um fator igual a 5, então uma redução na pressão por este mesmo fator deverá ocorrer.
No que se refere a gases, as três grandezas físicas mais importantes são a temperatura, a pressão e o volume. Considerando essas grandezas e o modelo cinético dos gases, julgue os próximos itens.
O trabalho executado pela expansão isotérmica de um gás independe da variação do volume.
No que se refere a gases, as três grandezas físicas mais importantes são a temperatura, a pressão e o volume. Considerando essas grandezas e o modelo cinético dos gases, julgue os próximos itens.
Para cilindros utilizados no armazenamento de gás, estão estabelecidas especificações técnicas adequadas e direcionadas para cada tipo de gás, levando-se em conta o seu grau de periculosidade. Há, por exemplo, um nível de segurança maior na estocagem do oxigênio que na do nitrogênio.
No que se refere a gases, as três grandezas físicas mais importantes são a temperatura, a pressão e o volume. Considerando essas grandezas e o modelo cinético dos gases, julgue os próximos itens.
A pressão de um gás é diretamente proporcional à energia cinética média das suas moléculas.
No que se refere a gases, as três grandezas físicas mais importantes são a temperatura, a pressão e o volume. Considerando essas grandezas e o modelo cinético dos gases, julgue os próximos itens.
Se for dobrada a temperatura de um cilindro contendo metade da sua carga de gás liquefeito de petróleo (GLP), a pressão do gás será dobrada.
Assinale qual da afirmação a seguir se encontra incorreta.
Nas buscas pela provável causa de um incêndio, foi encontrado no interior da residência um pequeno botijão de gás inflamável, próximo a um fogareiro. O botijão estava destruído por sua explosão, que posteriormente ficou comprovada e apontada como a causa do rápido alastramento do incêndio. O volume de gás combustível armazenado em um desses botijões é de 1 L e, à temperatura de 27 ºC, a pressão interna é de 2 atm. Se o limite de pressão suportável para que o botijão não exploda é 10 atm e supondo que se possa comparar o gás a um gás ideal, a temperatura do gás contido no botijão encontrado ultrapassou o valor de temperatura, em kelvins, de
O processo termodinâmico, no qual um sistema muda de estado sem que ocorra transferência de calor, é o processo
A transformação termodinâmica em que o calor cedido ou absorvido se refere ao calor latente é a transformação
Três moles de um gás ideal , inicialmente a uma temperatura T e volume V1, sofrem uma expansão isotérmica reversível até um volume V2. Considerando R a constante universal de um gás ideal, o trabalho realizado pelo gás é
O estudo da calorimetria e das leis da termodinâmica nos dá explicações para vários fenômenos encontrados na natureza. Considere o seguinte texto que apresenta a explicação, do ponto de vista dessas áreas da Física, para a formação das nuvens:
Quando uma porção de ar aquecido sobe, contendo água que acabou de __________ da superfície, passa a estar submetida a uma pressão cada vez __________. A rápida variação na pressão provoca uma rápida expansão do ar junto com uma redução de seu/sua __________. Essa rápida expansão é considerada __________, isto é, sem troca de calor com sua vizinhança, porque ocorre muito rapidamente. O gás em expansão __________ energia interna ao se expandir, e isso acarreta seu resfriamento até atingir uma temperatura na qual a quantidade de vapor de água é suficiente para saturar o ar naquele ponto e assim formar as nuvens.
Assinale a alternativa que preenche as lacunas corretamente.
O volume de um balão de gás aumenta 5 vezes quando exposto a uma fonte de calor. Sabendo-se que esse aumento de volume se dá à pressão constante de 1 atm e que o volume final do balão é de 25x10-5 m3, calcule o módulo do trabalho, em Joules, realizado pelo gás durante essa expansão.
Um determinado ciclo termodinâmico, ao ser desenhado no diagrama Pressão x Volume Especifico, toma forma de um quadrado, com seus lados paralelos aos eixos. Sabendo que o ciclo segue o sentido horário, quantos processos desse ciclo são de adição de calor?
As turbinas a vapor da propulsão nuclear de um submarino
possuem um rendimento de 15% e são capazes de produzir uma
potência mecânica constante de 40MW nos eixos rotativos. Se
essa potência é entregue em 3,0 minutos, observa-se que a variação de entropia do sistema vapor-turbinas é (1/12) GJ/K . A temperatura, em °C, do vapor superaquecido produzido pelo
reator nuclear vale, aproximadamente
TEXTO 7
Memórias de um pesquisador
Não era bem vida, era uma modorra – mas de qualquer modo suportável e até agradável. Terminou bruscamente, porém, eu estando com vinte e oito anos e um pequeno bujão de gás explodindo mesmo à minha frente, no laboratório de eletrônica em que trabalhava, como auxiliar. Me levaram às pressas para o hospital, os médicos duvidando que eu escapasse. Escapei, mas não sem danos. Perdi todos os dedos da mão esquerda e três (sobraram o polegar e o mínimo) da direita. Além disso fiquei com o rosto seriamente queimado. Eu já não era bonito antes, mas o resultado final – mesmo depois das operações plásticas – não era agradável de se olhar. Deus, não era nada agradável.
No entanto, nos primeiros meses após o acidente eu não via motivos para estar triste. Aposentei-me com um bom salário. Minha velha tia, com quem eu morava, desvelava-se em cuidados. Preparava os pastéis de que eu mais gostava, cortava-os em pedacinhos que introduzia em minha boca – derramando sentidas lágrimas cuja razão, francamente, eu não percebia. Deves chorar por meu pai – eu dizia – que está morto, por minha mãe que está morta, por meu irmão mais velho que está morto; mas choras por mim. Por quê? Escapei com vida de uma explosão que teria liquidado qualquer um; não preciso mais trabalhar; cuidas de mim com desvelo; de que devo me queixar?
Cedo descobri. Ao visitar certa modista.
Esta senhora, uma viúva recatada mas ardente, me recebia todos os sábados, dia em que os filhos estavam fora. Quando me senti suficientemente forte telefonei explicando minha prolongada ausência e marcamos um encontro.
Ao me ver ficou, como era de se esperar, consternada. Vais te acostumar, eu disse, e propus irmos para a cama. Me amava, e concordou. Logo me deparei com uma dificuldade: o coto (assim eu chamava o que tinha me sobrado da mão esquerda) e a pinça (os dois dedos restantes da direita) não me forneciam o necessário apoio. O coto, particularmente, tinha uma certa tendência a resvalar pelo corpo coberto de suor da pobre mulher. Seus olhos se arregalavam; quanto mais apavorada ficava, mais suava e mais o coto escorregava.
Sou engenhoso. Trabalhando com técnicos e cientistas aprendi muita coisa, de modo que logo resolvi o problema: com uma tesoura, fiz duas incisões no colchão. Ali ancorei coto e pinça. Pude assim amá-la, e bem.
– Não aguentava mais – confessei, depois. – Seis meses no seco!
Não me respondeu. Chorava. – Vais me perdoar, Armando – disse – eu gosto de ti, eu te amo, mas não suporto te ver assim. Peço-te, amor, que não me procures mais.
– E quem vai me atender daqui por diante? – perguntei, ultrajado.
Mas ela já estava chorando de novo. Levantei-me e saí. Não foi nessa ocasião, contudo, que fiquei deprimido. Foi mais tarde; exatamente uma semana depois.
[...]
(SCLIAR, Moacyr. Melhores contos. Seleção de
Regina Zilbermann. São Paulo: Global, 2003. p.
176-177.)
No Texto 7 há a passagem “bujão de gás explodindo
mesmo à minha frente". Considere um botijão contendo
gás em seu interior a uma pressão superior à atmosférica.
Considerando-se o volume desse botijão igual a 108
litros, analise os itens que se seguem:
I-O gás no interior do botijão está em CNTP.
II- Se o botijão não suportar a pressão interna e explodir,
isto pode ser considerado um processo adiabático.
III- Se houver um grande vazamento no botijão, fazendo
que a pressão interna caia repentinamente, sua temperatura
cairá, podendo formar cristais de gelo nas
suas paredes externas.
IV- Supondo-se que um botijão suporte uma pressão interna
máxima de 15 atm e que, na temperatura ambiente
de 27 ºC, a pressão interna seja igual a 5 atm
e todo o seu conteúdo se encontre no estado gasoso,
comportando-se como um gás ideal. Nessas condições, então, o botijão explodirá se for aquecido até
427 ºC.
Com base nas sentenças anteriores, marque a alternativa
em que todos os itens estão corretos:
Em um laboratório, um estudante realiza alguns experimentos com um gás perfeito. Inicialmente o gás está a uma temperatura de 27 °C; em seguida, ele sofre uma expansão isobárica que torna o seu volume cinco vezes maior. Imediatamente após, o gás sofre uma transformação isocórica e sua pressão cai a um sexto do seu valor inicial. O valor final da temperatura do gás passa a ser de
A pressão total sobre uma bolha de ar, no fundo de um lago, é de 3 atm. Essa bolha sobe para a superfície do lago, cuja temperatura é de 27°C, e tem seu volume quadruplicado. Considerando a pressão atmosférica no local de 0,8 atm, a temperatura no fundo do lago será de, aproximadamente, em ºC,
Um gás de massa 0,20 kg está contido em um recipiente de volume 0,25 m³. Considerando que o ar seco com composição padronizada, nas mesmas condições de temperatura e pressão apresente massa específica igual a 1,23 kg/m³, a densidade relativa deste gás em relação ao ar seco será:
Podemos afirmar que, para um gás ideal, ao final de toda transformação cíclica,
Em um experimento de aquecimento de gases, observa-se que um determinado recipiente totalmente fechado resiste a uma pressão interna máxima de 2,4.104N/m2. No seu interior, há um gás perfeito com temperatura de 230 K e pressão de 1,5.104N/m2. Desprezando a dilatação térmica do recipiente, podemos afirmar que a máxima temperatura que o gás pode atingir, sem romper o recipiente, é de
Um recipiente fechado de volume V1 contém um gás perfeito sob pressão P1 à temperatura T1. O que ocorre com relação à pressão no interior do recipiente quando a temperatura deste recipiente é alterada para T2?
O estado inicial de certa massa de gás ideal . é caracterizado pela pressão P1 e volume V1. Essa massa gasosa sofre uma compressão adiabática seguida de um aquecimento isobárico, depois se expande adiabaticamente até que o seu volume retorne ao valor inicial e, finalmente, um resfriamento isovolumétrico faz com que o gás retorne ao seu estado inicial. Qual o gráfico que melhor representa as transformações sofridas pelo gás?
De acordo com as aplicações da primeira lei da termodinâmica aos gases, analise as afirmativas.
I. “Em uma transformação___________________, o trabalho que o gás realiza é igual ao calor que ele absorve.”
II. “Em uma transformação ___________________, o gás não realiza trabalho ao ser aquecido ou resfriado.”
III. “Em uma transformação ___________________, o gás realiza trabalho, mas não recebe nem libera calor.”
Assinale a alternativa que completa correta e sequencialmente as afirmativas anteriores.
A respeito dos processos termodinâmicos a seguir, assinale V para a afirmativa verdadeira e F para a falsa.
( ) Em um processo adiabático de um gás ideal, a temperatura do gás se conserva constante, pois sem troca de calor não pode ocorrer variação de temperatura.
( ) Faz-se determinada massa de um gás ideal evoluir entre dois estados de equilíbrio termodinâmico. Tanto o trabalho W realizado pelo gás quanto a quantidade de calor Q, recebida pelo gás dependem do processo através do qual se deu a evolução entre os estados inicial e final de equilíbrio. Já a diferença Q - W é sempre a mesma, seja qual for o processo entre esses mesmos estados inicial e final.
( ) Deseja-se fazer a temperatura de determinada massa de um gás ideal sofrer um acréscimo ΔT cedendo-lhe calor. Para que a quantidade de calor cedida seja a menor possível, devemos aquecer o gás mantendo seu volume constante.
As afirmativas são, respectivamente,
Uma lata de spray, após o uso total do produto, possui apenas ar dentro dela, à pressão de 1 atmosfera e à temperatura de 300 K. Supondo que essa lata seja lançada ao fogo e supondo que o metal do qual ela é feita tenha uma resistência à pressão de 50 psi, assinale a alternativa que indica a temperatura em que a lata irá se romper (considere 1 psi = 6,8 • 10-2 atm).
O estudo do calor e de suas transformações em energia mecânica é chamado de termodinâmica, que significa “movimento do calor”. A ciência da termodinâmica foi desenvolvida no início do século XIX, antes que a teoria atômica e molecular da matéria fosse compreendida.
P. Hewitt. Física Conceitual. 9.ª edição (com adaptações).
A respeito da termodinâmica, assinale a alternativa correta.
Uma certa quantidade de gás ideal ocupa inicialmente um volume V0 com pressão P0 .
Se sobre esse gás se realiza um processo isotérmico dobrando sua pressão para 2P0 , qual será o volume final do gás?
Um engenheiro inglês constatou que uma determinada massa gasosa ocupa um volume V0 a uma temperatura de –103 °F. Posteriormente, ele observou que a pressão triplicou e a temperatura se elevou para 253,4 °F. Ao calcular o volume final V da massa de gás no processo, o engenheiro constatou que:
Se se mantiver uma abertura estreita em nossa boca e se assoprar com vigor a mão, o ar expelido sofre uma violenta expansão por meio de uma transformação adiabática, na qual
A primeira lei da termodinâmica pode ser considerada como outra forma de enunciar a lei da conservação da energia, ou seja, a variação de energia de um sistema é igual à diferença entre a energia recebida pelo sistema e a energia fornecida por um sistema. A respeito da primeira lei da termodinâmica, julgue o próximo item.
Um gás é aquecido e descreve uma reta vertical em um
diagrama PV do estado inicial (2,0 · 105 Pa e 4 m3
) ao
estado final (5,0 · 105 Pa e 3 m3
). O trabalho realizado
pelo gás sobre o ambiente é de 900 kJ.
Ondas sonoras se propagam longitudinalmente no interior dos gases a partir de sucessivas e rápidas compressões e expansões do fluido. No ar, esses processos podem ser considerados como transformações adiabáticas, principalmente devido à rapidez com que ocorrem e também à baixa condutividade térmica deste meio. Por aproximação, considerando-se que o ar se comporte como um gás ideal, a energia interna de uma determinada massa de ar sofrendo compressão adiabática _________; portanto, o _________ trocado com as vizinhanças da massa de ar seria responsável pela transferência de energia.
Analise as afirmativas a seguir.
I. Em uma expansão isotérmica reversível, o sistema recebe uma quantidade de calor da fonte de aquecimento.
II. Em uma expansão adiabática reversível, o sistema não troca calor com as fontes térmicas (M-N).
III. Em uma compressão isotérmica reversível, o sistema não cede calor para a fonte de resfriamento.
IV. Em uma compressão adiabática reversível, o sistema não troca calor com as fontes térmicas.
V. Numa máquina de Carnot, a quantidade de calor que é fornecida pela fonte de aquecimento e a quantidade cedida à fonte de resfriamento são proporcionais às suas temperaturas absolutas.
Estão corretas apenas as afirmativas.
Em Termodinâmica, estudamos processos importantes que fazem parte de ciclos utilizados em máquinas térmicas, alguns dos quais de grande relevância tecnológica, além de científica. Com relação ao que ocorre com um gás ideal, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas:
( ) Em todo processo isovolumétrico, também chamado de isocórico, o trabalho realizado pelo gás é nulo.
( ) Em todo processo adiabático, a energia interna do gás é constante.
( ) Em todo processo isobárico, não há trocas de calor entre o gás e o meio externo.
( ) Em todo processo isotérmico, a temperatura do gás aumenta quando há realização de trabalho sobre ele.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.
Uma corrente a montante da válvula está em fase líquida na temperatura T0 e pressão P0. A corrente contém uma substância pura, cuja pressão de vapor da T0 é Pv(T0).
A perda de carga na válvula reduz a pressão em 30%.
Desprezando-se efeitos térmicos devido ao atrito pela perda de carga, ao atravessar a válvula adiabática, a corrente
O gráfico que melhor representa a expansão de uma amostra de gás ideal a pressão constante é:
Considere:
1) a temperatura (T) dada em kelvin (K) e
2) V = volume.
Uma amostra de gás ideal está aprisionada em uma seringa de vidro que está em contato térmico com o meio ambiente. Lentamente, o êmbolo é pressionado (sem deixar escapar gás) até que o volume do gás diminui à metade e a sua pressão é dobrada.
Sobre a temperatura T do gás e o sinal do trabalho realizado por ele, nesse processo, conclui-se que
Utilizados em diversas áreas de pesquisa, balões estratosféricos são lançados com seu invólucro impermeável parcialmente cheio de gás, para que possam suportar grande expansão à medida em que se elevam na atmosfera.
Um balão, lançado ao nível do mar, contém gás hélio à temperatura de 27 °C, ocupando um volume inicial Vi. O balão sobe e atinge uma altitude superior a 35 km, onde a pressão do ar é 0,005 vezes a pressão ao nível do mar e a temperatura é -23 °C.
Considerando que o gás hélio se comporte como um gás ideal, qual é, aproximadamente, a razão Vf /Vi, entre os volumes final Vf e inicial Vi ?
Antes de viajar, o motorista calibrou os pneus do seu carro a uma pressão de 30psi quando a temperatura dos pneus era de 27ºC. Durante a viagem, após parar em um posto de gasolina, o motorista percebeu que os pneus estavam aquecidos. Ao conferir a calibragem, o motorista verificou que a pressão dos pneus era de 32psi.
Considerando a dilatação do pneu desprezível e o ar dentro dos pneus como um gás ideal, assinale a alternativa que MELHOR representa a temperatura mais próxima dos pneus.
Na grande maioria dos EAS, o oxigênio é fornecido na forma líquida (criogênica) a, aproximadamente, -196°C.
Nos últimos meses, foram noticiadas muitas queimadas na Floresta Amazônica. Considerando que não haja correntes de vento horizontais na região de incêndio, a fumaça tende a subir, pelo fato de
Um sistema gasoso ocupa um volume de 0,8m3 sob pressão de 400N/m2 . Ao receber 600J de calor, o sistema expande, sob pressão constante, atingindo um volume de 1,3m3 .
Desprezando-se perdas de calor para o meio ambiente, é correto afirmar que o trabalho realizado e a variação de energia interna do gás, em kJ, são, respectivamente, iguais a
Considere as três afirmativas abaixo, em relação a um gás ideal.
I - Em uma compressão adiabática, a temperatura final do gás não pode ser maior do que a inicial, pois nenhum calor é trocado com a vizinhança.
II - Em um processo isocórico (isovolumétrico), nenhum trabalho é realizado pelo gás.
III - Em um processo isobárico, o trabalho realizado pelo gás é proporcional ao quadrado da variação do volume.
Marque a única opção CORRETA: