Questões de Vestibular de Física - Gás Ideal

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

Uma amostra de um gás ideal ocupa, inicialmente, um volume V₀ , sendo sua temperatura T₀ e pressão 3P₀ . O gás sofre uma transformação em duas etapas. Na primeira etapa, a pressão do gás passa de 3P₀ para 2P₀ mantendo o volume do gás constante igual a V₀ e atingindo a temperatura final T₁ . Na segunda etapa, o volume do gás muda para 2V₀ , mantendo pressão do gás constante em 2P0 e atingindo a temperatura final T₂. As relações entre T₀ , T₁ e T₂ são:

Uma das formas de transformar calor em trabalho é por meio de máquinas térmicas. Um recipiente completamente fechado contendo um gás ideal, em que uma de suas faces, em forma de um êmbolo, possui liberdade de se mover em uma dada direção é um sistema termodinâmico simples que pode servir para exemplificar uma máquina térmica. Nesse exemplo, quando uma fonte de calor fornece energia ao gás, dependendo das condições, as transformações podem fazer com que o êmbolo se mova, realizando um trabalho. Na figura (A), está indicada a situação inicial de um gás ideal em condições de temperatura (T₀), volume (V₀) e pressão (P₀), com o êmbolo recebendo uma resistência externa (R₀) e, na figura (B), estão indicadas as condições finais após o gás receber calor, sofrer um aquecimento e uma expansão, com temperatura (T_F), volume (V_F), pressão (P_F) e recebendo uma resistência externa (R_F).

Considerando-se que, no caso da figura, as forças de resistências inicial (R₀) e final (R_F) são diferentes, é correto afirmar que

Fazer vácuo significa retirar o ar existente em um volume fechado. Esse processo é usado, por exemplo, para conservar alimentos ditos embalados a vácuo ou para criar ambientes controlados para experimentos científicos. A figura abaixo representa um pistão que está sendo usado para fazer vácuo em uma câmara de volume constante V_C = 2,0 litros. O pistão, ligado à câmara por uma válvula A, aumenta o volume que pode ser ocupado pelo ar em V_P = 0,2 litros. Em seguida, a válvula A é fechada e o ar que está dentro do pistão é expulso através de uma válvula B, ligada à atmosfera, completando um ciclo de bombeamento. Considere que o ar se comporte como um gás ideal e que, durante o ciclo completo, a temperatura não variou. Se a pressão inicial na câmara é de P_i = 33 P_a, a pressão final na câmara após um ciclo de bombeamento será de

A variação de pressão sobre o peixe, durante seu deslocamento até a superfície, corresponde, em atmosferas, a: