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1. Exercícios Resolvidos de
Leis da Termodinâmica

2. Questão P.158
Um gás ideal é comprimido isoladamente como indica
o gráfico. Sejam A o estado inicial e B o estado final
da massa gasosa. A temperatura inicial do gás é Ta –
300K.
a) Determine a temperatura final Ta do gás.
b) Calcule, pelo gráfico, o trabalho realizado no
processo.

3. Questão P.158
c) Esse trabalho é realizado pelo gás ou sobre o gás?
Por quê?

4. Resposta P. 158
P.158
a) Determine a temperatura final Ta do gás.
Vi Vf
Ti Tf
3 3
3 10 1 10
300 TB
300
TB 100 K
3

5. Resposta P. 158
P.158
b) Calcule, pelo gráfico, o trabalho realizado no
processo.
W Área
W 2 10 3 8 103
W 16 J

6. Resposta P. 158
P.158
c) Esse trabalho é realizado pelo gás ou sobre o gás?
Por quê?
Sobre o gás

7. Questão P.159
O gráfico mostra uma transformação sofrida por 4
mols de um gás perfeito a partir de um estado A, em
que a temperatura é 500 K, até outro estado B, em
que a temperatura vale 600 K.

8. Questão P. 159
a) Determine as pressões inicial (pA) e final (pB) do
gás.
b) Calcule o trabalho realizado no processo.
c) Esse trabalho é realizado pelo gás?Explique.
( Dado: R= 8,31 J/MOL – k )

9. Resposta P.159
a) Determine as pressões inicial (pA) e final (pB) do gás.
PV n RT
PA 0,2 4 8,31 500
PA 83100 PA 8,31 104 N/m 2
4 8,31 600
PB 33240
0,6
PB 3,32 104 N/m 2

10. Resposta P. 159
P.158
b) Calcule o trabalho realizado no processo.
W Área
4 4
(8,31 10 3,32 10 ) 0,4
W
2
4
W 11,63 10 0,2
4
W 2,326 10 J

11. Resposta P. 159
P.158
c) Esse trabalho é realizado pelo gás?Explique.
Pelo gás

12. Resposta P. 160
P.158 de massa molar M – 28
A massa de 56 g de um gás
g/mol, suposto ideal, sofre a transformação AB
indicada no gráfico.
a) Determine as temperaturas Ta
e Tb dos estados inicial e final
da massa gasosa.
b) Calcule o trabalho realizado
no processo AB.
c) O trabalho em questão é
( Dado: R= 8,31 J/MOL –k ) realizado pelo gás ou sobre o
gás? Explique.

13. Resposta P. 159
a) Determine as
P.158
temperaturasTa e Tb dos estados
inicial e final da massa gasosa.
n 2 mol
PV n R T
5 105 60 10 3
2 8,31 TA
300 102
TA 1805 K
16,62
1 105 20 10 3
2 8,31TB
20 102
TB 120,3K
16,2

14. Resposta P. 159
P.158
b) Calcule o trabalho realizado no processo AB.
W Área
(5 105 1 105 ) 40 10 3
W 120 102 J
2
W 1,2 104 J

15. Resposta P. 159
P.158
c) O trabalho em questão é realizado pelo gás ou
sobre o gás? Explique.
Sobre o gás

16. Questão P. 161
P.158
Certa quantidade de um gás ideal monoatômico sofre o
processo termodinâmico AB indicado no gráfico. Sendo
R – 8,31 J/mol- K e Ta – 600 K a temperatura inicial do
gás,determine:
a) O número de mols do gás;
b) A temperatura final Tb.
c) A variação de energia interna que o gás sofre no
processo;

17. Questão P. 161
P.158
d) O trabalho realizado
sobre o gás na
compressão do estado A
para o estado B;
e) A quantidade de calor
que o gás troca com o
ambiente no processo
AB.

18. Resposta P. 161
P.158
a) O número de mols do gás;
PV n RT
3
10 10 0,3 n 8,31 600
3
3 10
n 0,6 mols
4986

19. Resposta P. 161
P.158
b) A temperatura final Tb.
PiVi Pf V f
Ti Tf
10 105 0,3 4 105 0,1
600 TB
3 0,4
600 TB
240
TB 80 K
3

20. Resposta P. 161
P.158
c) A variação de energia interna que o gás sofre no
processo;
3
U n RT
2
3
U 0,6 8,31 520
2
U 3889,08
3
U 3,9 10 J

21. Resposta P. 161
P.158
d) O trabalho realizado sobre o gás na compressão do
estado A para o estado B;
W Área
(10 103 4 103 ) 0,2
W
2
W 1,4 103 J

22. Resposta P. 161
P.158
e) A quantidade de calor que o gás troca com o
ambiente no processo AB.
U Q W
3 3
3,9 10 Q 1,4 10
Q 5,3 103 J

23. Questão P. 162
P.158
O gráfico indica uma transformação AB sofrida por 2 mols
de um gás ideal monoatômico.Sendo R – 8,31 J/mol –
K, determine: a) As temperaturas inicial e final do
gás;
b) A variação de energia interna do
gás no processo AB.
c) O trabalho realizado pelo gás ao
passar do estado A para o estado
B:
d) A quantidade de calor trocada
pelo gás durante a transformação
AB.

24. Resposta P. 162
P.158
a) As temperaturas inicial e final do gás;
PV n R T
4
3 10 0,2 2 8,31 TA
0,6 104
TA 361 K
16,62
2 104 0,4 2 8,31 TB
0,8 104
TB 481 K
16,62

25. Resposta P. 162
P.158
b) A variação de energia interna do gás no processo AB.
3
U n RT
2
3
U 2 8,31 120
2
U 2991 ,6 J 3 103 J

26. Resposta P. 162
P.158
c) O trabalho realizado pelo gás ao passar do estado A
para o estado B:
W Área
4 4
(3 10 2 10 ) 0,2
W
2
W 5 103 J
W 5000 J

27. Resposta P. 162
P.158
d) A quantidade de calor trocada pelo gás durante a
transformação AB.
U Q W
3
3
3 10 Q 5 10
3
Q 8 10 J

28. Questão P. 163
P.158
Numa compressão isotérmica, o trabalho realizado
sobre o gás é 600 J.Determine o calor cedido pelo gás
no processo e a variação da energia interna.

29. Resposta P. 163
P.158
U 0
Q W
Q 600 J

30. Questão P. 164
Um gás
P.158
encontra-se inicialmente sob pressão de 105
N/m2 e à temperatura de 500K, ocupando um volume
de 1,66 m3.O gás se expande isotermicamente ao
receber 400 J de calor do meio exterior. Sendo a
constante universal dos gases perfeitos R= 8,3 J/mol-
K, determine:
a) O número de mols do gás que sofre o processo;
b) O trabalho realizado durante a transformação;
c) A variação de energia interna do gás.

31. Resposta P. 164
a)
P.158 gás que sofre o processo;
O número de mols do
PV n RT
5
10 1,66 n 8,31 500
5
1,66 10
n 39,95
4155
n 40 mol

32. Resposta P. 164
P.158
b) O trabalho realizado durante a transformação;
U 0
W Q
W 400 J

33. Resposta P. 164
P.158
c) A variação de energia interna do gás.
U 0

34. Questão P. 165
P.158
Três mols de um gás monoatômico sofrem um processo
termodinâmico representado graficamente pela
hipérbole eqüilátera AB indicada na figura. A área
destacada no gráfico vale, numericamente,9,5 -10 4
a) Que processo o está sofrendo? Explique o porquê de
sua conclusão.
b) Em que temperatura o processo se realiza?

35. Questão P. 165
P.158
c) Qual é a variação de energia interna do gás no
processo? Por que ?
d) Qual é o trabalho realizado sobre o gás nesse
processo AB?
e) Durante o processo AB, o gás recebe ou perde calor?
Por quê? Qual é a quantidade de calor trocada pelo
gás?
( Dado: R= 8;31 J/ mol – K)

36. Resposta P. 165
P.158
a) Que processo o está sofrendo? Explique o porquê de
sua conclusão.
PAVA PBVB
TA TB
1,2 104 0,6 3,6 104 0,2
TA TB
0,72 0,72
TA TB
TB TA Processo isotérmico
Compressão

37. Resposta P. 165
P.158
b) Em que temperatura o processo se realiza?
PV n RT
4
1,2 10 0,6 3 8,31 T
7200
T 288K
24

38. Resposta P. 165
c) Qual é a
P.158energia
variação de interna do gás no
processo? Por que ?
U 0

39. Resposta P. 165
P.158
d) Qual é o trabalho realizado sobre o gás nesse
processo AB?
4
W 9,5 10 J

40. Resposta P. 165
P.158
e) Durante o processo AB, o gás recebe ou perde calor?
Por quê? Qual é a quantidade de calor trocada pelo
gás?
4
Q 9,5 10 J
Liberou calor, pois é copressão.
Perde calor.

41. Questão P. 166
P.158
No processo isobárico indicado no gráfico abaixo, o gás
recebeu 1.500 J de energia do ambiente.
Determine:
a) O trabalho realizado na
expansão;
b) A variação de energia
interna do gás.

42. Resposta P. 166
P.158
a) O trabalho realizado na expansão;
W Área
W 20 30
W 600 J

43. Resposta P. 166
P.158
b) A variação de energia interna do gás.
U Q W
U 1500 600
U 900 J

44. Questão P. 167
P.158
O gráfico representa uma compressão isobárica de um
gás sob pressão de 2- 103 N/m2.
Sabendo que no processo o gás
perdeu 2,0. 103 J de
calor,determine:
a) O número de mols do gás que
sofre o processo;

45. Questão P. 167
P.158
b) O trabalho realizado sobre o gás;
c) A variação de energia interna sofrida pelo gás.
( Considere R= 8,31 J/mol. K)

46. Resposta P. 164
P.158
a) O número de mols do gás que sofre o processo;
PV n RT
3
2 10 0,6 n 8,31 300
1200
n 0,48
2493

47. Resposta P. 167
P.158
b) O trabalho realizado sobre o gás;
W p V
W 2 103 0,4
W 800 J

48. Resposta P. 167
P.158
c) A variação de energia interna sofrida pelo gás.
U Q W
U 2000 800
U 1200 J