Termodinamica

Questão 1: Um folheto explicativo sobre uma máquina térmica informa que ela, ao receber 1 000 cal de uma fonte quente, realiza 4 186 J de trabalho. Sabendo que 1 cal equivale a 4,186 J e, com base nos dados fornecidos pelo folheto, você pode afirmar que essa máquina:

a) viola a 1a Lei da Termodinâmica.

b) possui um rendimento nulo.

c) possui um rendimento de 10%.

d) viola a 2a Lei da Termodinâmica.

e) funciona de acordo com o ciclo de Carnot.

Questão 2: No século XIX, o jovem engenheiro francês Nicolas L. Sadi Carnot publicou um pequeno livro – Reflexões sobre a potência motriz do fogo e sobre os meios adequados de desenvolvê-la –, no qual descrevia e analisava uma máquina ideal e imaginária, que realizaria uma transformação cíclica hoje conhecida como “ciclo de Carnot” e de fundamental importância para a Termodinâmica. Indique a(s) proposição(ões) correta(s) a respeito do ciclo de Carnot:

(01) Uma máquina térmica, operando segundo o ciclo de Carnot entre uma fonte quente e uma fonte fria, apresenta um rendimento igual a 100%, isto é, todo o calor a ela fornecido é transformado em trabalho.

(02) Nenhuma máquina térmica que opere entre duas determinadas fontes, às temperaturas T1 e T2, pode ter maior rendimento do que uma máquina de Carnot operando entre essas mesmas fontes.

(04) O ciclo de Carnot consiste em duas transformações adiabáticas, alternadas com duas transformações isotérmicas.

(08) O rendimento da máquina de Carnot depende apenas das temperaturas da fonte quente e da fonte fria.

(16) Por ser ideal e imaginária, a máquina proposta por Carnot contraria a segunda lei da Termodinâmica.

Dê como resposta a soma dos números associados às afirmações corretas. ( )

Questão 3: Colocam-se 160 g de oxigênio, a 27 °C, em um recipiente com capacidade de 5,0 L. Considerando-se que o oxigênio comportasse como um gás perfeito, qual o valor da pressão exercida por ele?

Dados: massa molar do oxigênio = 32 g; constante universal dos gases perfeitos R = 0,082 atm L mol K

a) 24 atm

b) 26 atm

c) 26,4 atm

d) 24,4 atm

e) zero

Questão 4: O cilindro da figura a seguir é fechado por um êmbolo que pode deslizar sem atrito e está preenchido por certa quantidade de gás que pode ser considerado como ideal. À temperatura de 30 °C, a altura h na qual o êmbolo se encontra em equilíbrio vale 20 cm (ver figura; h se refere à superfície inferior do êmbolo). Se mantidas as demais características do sistema e a temperatura passar a ser 60 °C, o valor de h variará em aproximadamente:

a) 5%.

b) 50%.

c) 10%.

d) 100%

e) 20%.

Questão 5: Uma partícula em movimento harmônico simples oscila com frequência de 10 Hz entre os pontos L e –L de uma reta. No instante t1, a partícula está no ponto √3 L2, caminhando em direção a valores inferiores, e atinge o ponto – √2 L2 no instante t2. O tempo gasto nesse deslocamento é:

a) 0,21 s.

b) 0,021 s.

c) 0,15 s.

d) 0,29 s.

e) 0,029 s

Questão 6: A figura abaixo representa um corpo mantido em repouso, preso a uma mola ideal e apoiado em uma superfície plana e horizontal. A mola está comprimida de 10 cm. No instante t = 0, o corpo é abandonado e passa a realizar um movimento

harmônico