Questões Militares Comentadas sobre gás ideal em física

Uma certa massa de gás ideal passa pelo processo termodinâmico ilustrado na figura ao lado, que apresenta um diagrama P x V (pressão em função do volume).
Considerando que a temperatura do gás no ponto A vale T_A = 50 K, assinale a alternativa que apresenta corretamente a temperatura T_B do gás no ponto B. 

Para qual dos seguintes processos termodinâmicos o aumento da energia interna de um gás ideal é igual ao calor adicionado ao gás? 

Um gás ideal sofre uma transformação adiabática em que o meio externo realiza um trabalho sobre o gás. Podemos afirmar que, nesta transformação,

Um carro-tanque, cujo volume é de 24 m31 transporta um certo gás, mantendo a temperatura constante de 20 ºC, a uma pressão de 2 atm. Chegando ao seu destino, o gás foi transferido para um reservatório de 60 m3, mantido a uma temperatura de 293 K. Assim, é correto afirmar que:

Um balão de volume V = 50 l está cheio de gás hélio e amarrado por uma corda de massa desprezível a um pequeno objeto de massa m. Esse balão encontra-se em um ambiente onde a temperatura é de 27 °C e a pressão vale 1 atm Considerando-se que a pressão no interior do balão seja de 2 atm e que o gás está em equilíbrio térmico com o exterior, qual deve ser o menor valor possível da massa m, para que o balão permaneça em repouso? (Dados: Massa molar do ar = 29,0 g/mol; massa molar do gás Hélio = 4,0 g/ mol; constante universal dos gases R = 0,082 atm.l/mol.K; considere a massa do material que reveste o balão desprezível e todos os gases envolvidos no problema gases ideais.)

Considere uma dada massa gasosa de um gás perfeito que pode ser submetida a três transformações cíclicas diferentes I, II e III, como mostram os respectivos diagramas abaixo.

O gás realiza trabalhos totais τ_I, τ_II e τ_III respectivamente nas transformações I, II e III.

Nessas condições, é correto afirmar que

Ao estudar as transformações termodinâmicas, um aluno lê a seguinte anotação em um livro:

Onde P₀ e P_f são as pressões inicial e final, V₀ e V_f são os volumes inicial e final; e T₀ e T_f são as temperaturas inicial e final de uma amostra de gás ideal. O aluno pode afirmar corretamente que, nessa anotação, se referem

Uma certa quantidade de gás com temperatura inicial T₀, pressão P₀ e volume V₀, é aquecida por uma corrente elétrica que flui por um fio de platina num intervalo de tempo Δt. Esse procedimento é feito duas vezes: primeiro, com volume constante V₀ e pressão variando de P₀ para P₁ e, a seguir, com pressão constante P₀ e volume variando de V₀ para V₁. Assinale a alternativa que explicita a relação C_P /C_V do gás.

Analise o gráfico abaixo.

Um mol de certo gás ideal monoatômico, no estado inicial (P_A, V_A, T_A), deve ter sua pressão dobrada e seu volume reduzido à metade, atingindo o estado (P_B, V_B, T_B). Para isso, dois processos distintos são testados separadamente: o processo 1 é isotérmico, com o gás cedendo ao meio externo um calor Q₁. Já no processo 2, a curva AB é retilínea, e o calor cedido pelo gás é Q₂ = Q₁/0,92. Sendo R a constante dos gases ideais, o produto RT_A=U₀ e W₁ o trabalho realizado sobre o gás no processo 1, a razão W₁/U₀ vale:

Um gás ideal é comprimido por um agente externo, ao mesmo tempo em que recebe calor de 300 J de uma fonte térmica.

Sabendo-se que o trabalho do agente externo é de 600 J, então a variação de energia interna do gás é

Atualmente existem alguns tipos de latas de bebidas cujo líquido é resfriado após serem abertas, e isso sem a necessidade de colocá-las em uma geladeira. Para que aconteça o resfriamento, um reservatório contendo um gás (considerado aqui ideal) é aberto após a lata ser aberta. Em seguida, o gás se expande para dentro de uma câmara que se encontra em contato com o líquido e permite a troca de calor entre o gás e o líquido. O ambiente em volta da lata, a própria lata e o reservatório não interferem no resfriamento do líquido. Pode-se afirmar, durante a expansão do gás, que

Um cilindro dotado de um êmbolo contém aprisionado em seu interior 150cm³ de um gás ideal à temperatura controlada de 22ºC e à pressão de 2Pa. Considere que o êmbolo do cilindro pode ser movido por uma força externa, de modo que o gás seja comprimido a um terço de seu volume inicial, sem, contudo, variar a sua temperatura. Nessas condições, determine em Pascal (Pa) a nova pressão à qual o gás estará submetido.

O diagrama Volume versus Temperatura, a seguir, representa uma transformação gasosa, I → II → III, sofrida por um mol de gás ideal.

Considerando R = 2,0 cal/mol.K, qual é o trabalho realizado pelo gás nesse processo?

Em um cilindro isolado termicamente por um pistão de peso desprezível encontra-se m = 30 g de água a uma temperatura de 0°C. A área do pistão é S = 512 cm² , a pressão externa é p = 1 atm. Determine a que altura, aproximadamente, eleva-se o pistão, se o aquecedor elétrico, que se encontra no cilindro, desprende Q = 24 200 J.

Dados: Despreze a variação do volume de água; 1 cal = 4,2 J; R = 0,082 atm.L/mol.K; M_H2O = 18 g/mol); c_água = 1,0 cal/gºC; e L_vapor = 540 cal/g.

Um recipiente cilíndrico fechado contém 60,0 litros de oxigênio hospitalar (O₂) a uma pressão de 100 atm e temperatura de 300 K. Considerando o O₂ um gás ideal, o número de mols de O₂ presentes no cilindro é

Dado: constante gás ideal

                      

Um êmbolo está conectado a uma haste, a qual está fixada a uma parede. A haste é aquecida, recebendo uma energia de 400 J. A haste se dilata, movimentando o êmbolo que comprime um gás ideal, confinado no reservatório, representado na figura. O gás é comprimido isotermicamente.  

Diante do exposto, o valor da expressão: Pf - Pi /Pf é

Dados:

• pressão final do gás: Pf ;

• pressão inicial do gás: Pi ;

• capacidade térmica da haste: 4 J/K;

• coeficiente de dilatação térmica linear da haste: 0,000001 K-1 .  

O diagrama PV da figura mostra, para determinado gás ideal, alguns dos processos termodinâmicos possíveis. Sabendo-se que nos processos AB e BD são fornecidos ao gás 120 e 500 joules de calor, respectivamente, a variação da energia interna do gás, em joules, no processo ACD será igual a