Questões de Vestibular de Física - Transformações Gasosas

Uma massa gasosa está encerrada em um recipiente de volume 6 litros na temperatura de 27^oC, exercendo pressão de 8 atmosferas. Aquece-se o gás até que sua temperatura passe a ser o dobro da temperatura inicial e reduz-se o volume à terça parte do volume inicial. Pode-se afirmar que a nova pressão do gás vale:

Qual é o trabalho realizado pelo gás ao realizar a transformação de A para B, mostrada no gráfico abaixo?

Esta figura representa o ciclo da água com as mudanças de estado físico ocorridas e a energia envolvida nesses processos.

Fonte: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/ciclo-agua.htm Acesso em 15/05/2018 às 23h.

A associação entre a transformação e a energia envolvida está INCORRETA em:

Uma quantidade fixa de um gás ideal é mantida a temperatura constante, e seu volume varia com o tempo de acordo com a seguinte fórmula :

em que t é medido em horas e V( t ) é medido em m³ . A pressão máxima do gás no intervalo de tempo [ 0,2 ] ocorre no instante

Nos manuais dos veículos automotivos, na seção que trata dos cuidados com os pneus, encontra-se invariavelmente a seguinte instrução: “Os pneus devem ser calibrados enquanto frios”. O motivo dessa recomendação é que:

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.

O filósofo grego Aristóteles (384 a.C – 322 a.C) desenvolveu muitas teorias no campo da Física, conhecida hoje por física aristotélica que foi totalmente substituída pela física newtoniana. Para Aristóteles, o mundo sublunar era constituído por quatro elementos fundamentais: terra, água, ar e fogo, sendo que cada um, tinha seu lugar natural. Essa teoria poderia explicar que a chama de uma vela fica sempre apontada para cima porque o lugar natural do fogo é acima do ar. Assinale a alternativa que melhor explica o motivo da chama de uma vela ficar sempre de pé de acordo com a física newtoniana.

Um gás perfeito realiza o ciclo esquematizado no diagrama de trabalho no sentido ABCA. Determine o valor trabalho, em módulo, realizado no processo A → B → C.

(Dados: 1,0 atm = 105 N/m² e 1,0 litro = 10^-3 m³ ). 

Uma das características da revolução industrial foi o aumento da produção. Isso foi possível graças às máquinas térmicas, que usam o fluxo natural de calor entre uma região quente e uma região mais fria para realizar trabalho. O físico e engenheiro Nicolas Léonard Sadi Carnot estabeleceu um limite para o rendimento de máquinas térmicas que operem entre dois reservatórios de calor. Esse limite é alcançado, no ciclo de Carnot, que é composto por

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 V_i. 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 V_f /V_i, entre os volumes final V_f e inicial V_i ?

A Figura 5 ilustra o processo termodinâmico ABCA realizado por um gás. Sabe-se que V₁ = 2,0l e V₂ = 3V_1. Além disso, P₁ = 2000Pa e P₂ = 4P_1.

Assinale a alternativa que representa o trabalho realizado pelo gás, neste ciclo.

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

Considere a seguinte figura:

Fonte: http://www.aerospaceweb.org/question/atmosphere/q0291.shtml

A cena resume, fotograficamente, o momento mais marcante do filme “2001, uma Odisseia no Espaço”, de Stanley Kubrick. É o momento em que o astronauta David Bowman entra na nave-mãe (nave esférica maior) após acoplar, por avizinhamento, seu módulo de voo (nave esférica menor). A cena mostra o astronauta prestes a entrar na nave sem o capacete característico do traje espacial. A cena de entrada dura menos de 10 segundos. É correto afirmar que o astronauta, caso esse fosse um acontecimento real,

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

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.

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.

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

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?

Para que um balão de passeio suba, o ar no seu interior, inicialmente a 27°C, foi aquecido, a pressão constante, até a temperatura de 127°C. No local de partida do balão, a densidade do ar é 1,3 kg/m³. Nesse local, a densidade do ar aquecido no interior do balão é, aproximadamente,

onsidere que duas panelas elétricas, de diferentes fabricantes (Z e Y), elevam a temperatura da água de 21 °C até a fervura ao nível do mar. Em uma delas, a do fabricante Z, 2 litros de água fervem em 5 minutos e na outra, a do fabricante Y, 4 litros chegam à ebulição em 10 minutos. Sobre a potência utilizada para o aquecimento do líquido nas panelas dos fabricantes Z e Y, é correto afirmar que