Questões Militares Sobre transformações gasosas em física

Analise as figuras a seguir.

As figuras acima mostram dois instantes diferentes, t e t' de um mesmo sistema, imerso no ar ao nível do mar. O sistema é constituído por um cilindro, cuja área da base é de 3,0cm², contendo um gás ideal comprimido por um pistão móvel de massa desprezível. No instante t, a base do cilindro está em contato com uma chama que mantém o gás a uma temperatura T. No instante t', a base do cilindro está em contato com uma chama mais intensa que mantém o gás a uma temperatura 2T, e sobre o pistão encontra-se uma massa M que promove um deslocamento do pistão de 2,0cm para baixo. Qual o valor da massa M, em kg?

Dados: g = 10 m/s²

p_o = 10⁵Pa

O gráfico a seguir representa uma transformação cíclica sofrida por uma determinada massa de gás perfeito.

No ciclo ABCDA em questão tem-se que:

Um gás ideal com volume inicial de 6 litros sofreu uma transformação isotérmica e teve sua pressão reduzida para 40% de seu valor inicial. Nessa transformação, o gás apresentou um aumento no seu volume correspondente a:

Analise a figura abaixo.

Após uma lavagem, certa quantidade de vapor d'água, na temperatura inicial de 27 °C, permaneceu confinada no interior de um tanque metálico. A redução da temperatura para 7,0°C causou condensação e uma consequente redução de 50% no número de moléculas de vapor. Suponha que o vapor d'água se comporte como um gás ideal ocupando um volume constante. Se a pressão inicial for 3,0.10³Pa, a pressão final, em quilopascal, será

Analise o gráfico abaixo.

Se entre os estados A e B mostrados na figura, um mol de um gás ideal passa por um processo isotérmico. A{s) curva(s) que pode(m) representar a função P = f(V) desse processo, é (são)

Um gás ideal e monoatômico contido em uma garrafa fechada com 0,1 m³ está inicialmente a 300 K e a 100 kPa. Em seguida, esse gás é aquecido, atingindo 600 K. Nessas condições, o calor fornecido ao gás, em kJ, foi:  

Os gráficos a seguir representam transformações gasosas nas quais pelo menos uma das grandezas: temperatura, pressão ou volume permanece constante. Analise‐os.

     

As transformações I, II e III são respectivamente:

Um cilindro com dilatação térmica desprezível possui volume de 25 litros. Nele estava contido um gás sob pressão de 4 atmosferas e temperatura de 227^o C. Uma válvula de controle do gás do cilindro foi aberta até que a pressão no cilindro fosse de 1 atm. Verificou-se que, nessa situação, a temperatura do gás e do cilindro era a ambiente e igual a 27^o C.
(Considere que a temperatura de 0^o C corresponde a 273 K)
Assinale a alternativa que apresenta o volume de gás que escapou do cilindro, em litros.

Analise o diagrama abaixo. 

Considerando o diagrama de fases de uma substância simples representado na figura acima, analise as afirmativas abaixo. 

I - Partindo do estado A, não é possível fundir a substância em uma expansão isotérmica.

II - A curva CD define todos os pontos de pressão máxima de vapor.

III- Se a substância for comprimida isotermicamente a partir do estado B poderá ocorrer liquefação.

IV - Se, a partir do estado A, a pressão for mantida constante e a temperatura aumentar, a substância poderá sofrer duas mudanças de fase. 

Assinale a opção correta. 

Analise a figura abaixo.

A figura acima mostra um recipiente isolado, contendo uma parede divisória separando-o ao meio em dois volumes iguais. Em um dos lados, confina-se 1,0 mol de um gãs ideal com temperatura Te, do outro lado, mantém-se vácuo. Se a parede divisória for subitamente removida, de modo que o gãs sofra uma expansão livre, qual é a razão, ⍙S/R, entre a variação da entropia e a constante dos gases, em moles?

Analise a figura abaixo.

A figura acima mostra um ciclo termodinâmico de um gás ideal que consiste em cinco processos: AB é isotérmico a 300K, BC é adiabático com trabalho igual a 5,0J, CD é um processo à pressão constante de 5,Oatm, DE é isotérmico e EA é adiabático com uma mudança de energia interna de 8,0J. Nessas condições, qual é a variação da energia interna do gás, em joules, ao longo do processo CD?

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).

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.

Balão com gás Hélio inicialmente a 27^◦C de temperatura e pressão de 1,0 atm, as mesmas do ar externo, sobe até o topo de uma montanha, quando o gás se resfria a −23^◦C e sua pressão reduz-se a 0,33 de atm, também as mesmas do ar externo. Considerando invariável a aceleração da gravidade na subida, a razão entre as forças de empuxo que atuam no balão nestas duas posições é

                      

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 .  

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 

Observe o diagrama pressão versus volume a seguir.

Esse diagrama representa uma máquina térmica operando o chamado Ciclo de Diesel, era que 10 moles de uma mistura de ar e gasolina (tratada como um gás ideal) sofrem uma compressão adiabática (AB), depois um aquecimento à pressão constante (BC), seguido por uma expansão adiabática (CD), que move o pistão, e, finalmente, um resfriamento isométrico (DA), retornando ao estado inicial. Como o ar é essencialmente uma mistura de gases diatômicos, considere a capacidade térmica à pressão constante do gás em questão como C_p= (7/2) R.

Considerando ainda o ponto A nas CNTP e sabendo que a pressão no trecho BC é 55atm, calcule o calor absorvido neste trecho e assinale a opção correta.

Dado: R=8,31 J/molK

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?

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?

Numa expansão muito lenta, o trabalho efetuado por um gás num processo adiabático é

em que P, V, T são, respectivamente, a pressão, o volume e a temperatura do gás, e γ uma constante, sendo os subscritos 1 e 2 representativos, respectivamente, do estado inicial e final do sistema. Lembrando que PV^γ é constante no processo adiabático, esta fórmula pode ser reescrita deste modo: