Questionário

1 LEI DA TERMODINÂMICA1)

1- Em cada um dos seguintes casos determinar a variação da energia interna do sistema: a) um sistema absorve 500 cal e realiza 40J de trabalho. b) um sistema absorve 300 cal e recebe um trabalho de 419J. c) extraem-se de um gás 1500 calorias a volume constante.2)

2- Um peso de 1 kg cai livremente de uma altura de 10m. Que quantidade decalor, em calorias, será liberada, quando o peso tocar o chão?(resposta:23,45cal)3)

3- Um pistão, com área de 60 pol², move-se através de uma distância de 8 polegadas contra uma pressão de 3 atm. Calcular o trabalho realizado: a) em joules; b) em caloria (resp.: 2359,2 cm3atm, 57, 14 cal. Obs.: considere a constante dos gases R=82,05 cm3atmk⁻¹mol⁻¹ = 8,314jouleK⁻¹mol⁻¹)

4- Um processo termodinâmico é realizado a pressão de 3N/m2 com uma variação de volume de 3 m³. Sabe-se que o processo absorve 300 calorias de uma fonte. Qual a energia armazenada no processo? Qual a entalpia H?

5- Em que condições termodinâmicas, com base na 1 lei, teremos a entalpia do processo igual a energia armazenada?

6- Dois litros de nitrogênio, a 0°C e 5 atm de pressão, expandem-se isotermicamente contra uma pressão constante de 1 atm, até que a pressão do gás seja também de 1 atm. Supondo que o nitrogênio seja um gás ideal, quais são os valores de W, E, H e Q para o processo? (W=193,8 cal, E=0, H=0, Q=193,8 cal)

7- Um gás expandindo-se de 10 para 16 litros, contra uma pressão constante de1 atm, absorve uma quantidade de calor igual a 30 cal. Qual é a variação de energia interna do gás? (resp.: 115 cal) sugestão considere R=0,082 atm l k-1 mol-1 = 1,987cal k-1mol-1)

8- Determinar a variação da energia interna em cada uma das seguintes transformações adiabáticas. a) numa transformação adiabática um gás realiza um trabalho de 0,5J; b) numa compressão adiabática um gás recebe um trabalho de 80J.9)

9- Um quilograma de vapor a 100°C e 1 atm ocupa um volume de 1,675m3. a) determinar a porcentagem de trabalho realizado pelo vapor relativamente à vaporização da água ( 540kcal/kg a 100°C e 1 atm) ao transformar-se água em vapor a 100°C à pressão atmosférica. O volume específico da água a100°C é 0,001m3/kg. b) determinar o incremento da energia interna ao se formar 1kg de vapor a 100°C (resp.: a) 7,25%; b) 500,8 cal10)

10- Um processo termodinâmico recebe calor dado por dq= x. O sistema varia de 10 calorias até 40 calorias; com o trabalho gerado representado pela fórmula dw= ln(x²+1). Qual a energia interna armazenada no sistema?

11- Quando um sistema é levado do estado a para o estado b, ao longo da trajetória acb, 100J de calor fluem para dentro do sistema e sistema realiza40J de trabalho.

a) Qual a quantidade de calor que flui para dentro do sistema ao longo da trajetória aeb, se o trabalho realizado pelo sistema for de 20J?

b) O sistema retorna de b para a pela trajetória bda. Se o trabalho realizado sobre o sistema for de 30J, o sistema absorverá ou liberará calor? Qual a quantidade?

(Resp.: a)80J; b) -90J e o calor é transferido do sistema para avizinhança

12) Um bloco de massa m=10kg é deixado cair de uma altura de 10 metros. Emsua queda o mesmo agita uma turbina que agita uma massa de 100kg de água dentro de um reservatório. Qual a variação de temperatura da água? Suponha que toda energia da queda foi transferida para a turbina e transmitida a água. Qual a quantidade de calor que foi fornecido a água no processo?