Questões de Concurso Sobre 1ª lei da termodinâmica em física

Qual das seguintes afirmações é verdadeira sobre qualquer sistema que sofra um processo termodinâmico reversível?

A figura precedente mostra um ciclo reversível de 1,0 mol de um gás monoatômico ideal. Supondo que P₀ = 100 kPa e V₀ = 0,02 m³, o valor da eficiência desse ciclo será

Julgue os itens a seguir,relacionados à termodinâmica.

I A lei zero da termodinâmica estabelece que, se dois corpos A e B estão, separadamente, em térmico com um terceiro corpo C, então A e B estão em equilíbrio térmico entre si.

II Em se tratando de uma substância pura, são necessárias duas variáveis independentes para a determinação de todas as outras variáveis de estado.

III Em um gás monoatômico ideal, a energia interna é função apenas da temperatura do gás, ou seja, não depende de outras variáveis.

IV Em uma expansão isotémica, a variação de entropia é nula.

Estão certos apenas os itens

Um gás diatômico ideal com n mols é comprimido isotericamente, de modo que seus valores de pressão inicial P, e volume inicial e V_i passam para um estado com pressão final Pƒ e volume final Vƒ. Considerando a temperatura da compressão, T, e a constante universal dos gases, R, assinale a opção que representa corretamente a variação de energia interna sofrida pelo gás entre os estados inicial e final.

O máximo trabalho, e portanto a máxima eficiência, que se consegue extrair de uma máquina térmica é obtido pelo ciclo de Carnot que teria eficiência 100% apenas se o reservatório térmico frio estivesse a 0K (a impossibilidade disso é conhecida como segunda Lei da Termodinâmica). O emprego prático do ciclo de Carnot é inviabilizado de aplicações em virtude das trocas de calor entre a fonte quente e a fonte fria se darem em processos isotérmicos que acabam limitados pelo excessivo tempo que demandariam. A máxima eficiência acessível de uma máquina térmica operando entre os reservatórios de temperatura a 27ºC e 127ºC é

Analise as afirmativas a seguir.

I. Os ácidos são um dos quatro grupos de substâncias, cada qual com propriedades próprias, bem definidas e denominadas propriedades funcionais.

II. Propriedades físicas como, por exemplo, a temperatura de fusão são, também, uma propriedade funcional, e são apresentadas por grupos de substâncias.

III. Propriedades químicas como, por exemplo, a combustão do carvão são, também, uma propriedade específica que são apresentadas por cada substância pura individualmente.

IV. A massa, a impenetrabilidade e o brilho são propriedades apresentadas por todas as substâncias e conhecidas por propriedades gerais da matéria.

Estão INCORRETAS apenas as afirmativas

Durante um processo termodinâmico de expansão em um gás, observa-se que TV² = constante, onde T é a temperatura, e V é o volume do gás. O trabalho realizado na expansão entre V₀  e 2V₀ é W₁ , e o trabalho realizado na expansão entre 2V₀ e 3V₀ é W₂ . Se é válida a relação dos gases ideais, pV 1= nRT, qual a razão W₂ /W₁ ?  

Um motor, quando não está devidamente lubrificado, possui um rendimento η =1/3, liberando uma certa quantidade de calor Q₀ quando em funcionamento. Quando corretamente lubrificado, seu rendimento aumenta em 30%. Nessas condições, a nova quantidade de calor liberada pelo motor será

Um sistema, isolado termicamente da vizinhança, é formado por dois recipientes acoplados termicamente por meio de uma barra de cobre cilíndrica. Um dos recipientes contém água fervente a 100 o C, e o outro, nitrogênio líquido a -196 º C.

A quantidade de calor, em kJ, que atravessa a barra de cobre em 10,0 minutos é, aproximadamente,

Dados

Comprimento da barra: 80,0 cm

Área da seção transversal da barra: 4,00 cm²

Condutividade térmica do cobre: 400 W.m^-1.K^-1

A figura a seguir representa a curva de aquecimento de 20 g de uma substância inicialmente no estado líquido. Podemos afirmar que o calor específico da substância no estado líquido é:
 

Dentro de um sistema termodinâmico existe uma grandeza que mensura o grau de “desordem”, essa grandeza é denominada entropia. A alternativa que apresenta a unidade de medida de entropia, de acordo com o Sistema Internacional de Unidades:

O processo que consiste na transmissão do calor através de um fluido (líquido ou gás) devido à circulação do mesmo no ambiente é denominado

O conjunto cilindro-pistão, ilustrado abaixo, se encontra na vertical. Ele contém 0,2 kg de ar a 300 K e pressão de 200 kPa. Este conjunto é aquecido até que o volume de ar contido em seu interior dobre.


Desprezando-se o atrito do pistão com as paredes do cilindro, então nestas circunstâncias o trabalho realizado é, em kJ,

O diagrama P × V mostra uma transformação cíclica 1→  2 → 3 → 4 → 1 de certa massa de gás em uma máquina térmica. 

Essa máquina pode ser

Um dos tanques usados para a ionização da água possui 25 m³ e encontra-se sempre cheio. Considerando que a massa específica da água, a pressão atmosférica local e a aceleração da gravidade local valem, respectivamente, 1.10³ kg/m³, 1.10⁵ N/m² e 10 m/s², uma placa de cobre submersa a uma profundidade de 4 m está submetida a uma pressão, em N/m², igual a 

Um cilindro com um pistão móvel contém 1 kg de gás nitrogênio a pressão de 1 atm. Em um processo isobárico, uma quantidade de calor igual a 25 kcal é adicionada ao gás e sua energia interna aumenta de 8 kcal. A variação de volume do gás nesse processo é de, aproximadamente,

Dados:

1 cal ≅ 4,18 J

1 atm ≅ 1,01 x 10⁵Pa

    Uma máquina de Carnot opera entre as temperaturas T_Q = 900 K e T_F = 400 K, sendo T_Q a temperatura da fonte quente e T_F a temperatura da fonte fria. A máquina realiza 800 J de trabalho em cada ciclo.
Com base nesse caso hipotético, assinale a alternativa que apresenta a energia liberada em forma de calor, em Joule, para a fonte fria a cada ciclo.

Em um determinado reservatório térmico, 500 g de água a 100 °C são convertidos em vapor a 100 °C, à pressão atmosférica de 1 atm. O volume da água varia de um valor inicial de 1 . 10^-3 m³ do líquido para 1,5 m³ do vapor, 1 atm ≅ 1 . 10⁵ Pa e o calor latente de vaporização da água é igual a 2.256 kJ/kg.
Com base nessa situação hipotética, assinale a alternativa que apresenta o intervalo de variação da energia interna (ΔE_int), em kJ, do sistema durante todo o processo.

Um motor a combustão realiza trabalho por meio da expansão isobárica do combustível inflamado dentro do motor. Considerando um motor de motocicleta com volume interno de 250 centímetros cúbicos e uma rotação de 3500 rpm (ciclos expansão/contração por minuto), e que a cada ciclo a pressão interna é de 12 atmosferas (1 atm = 1,0 x 10⁵ N/m² ), calcular a potência deste motor.