Termodinâmica gás ideal

UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA
CENTRO DE EDUCAÇÃO – CEDUC
COORDENAÇÃO GERAL DA EDUCAÇÃO BÁSICA
COLÉGIO DE APLICAÇÃO – CAP/UFRR – 2017
FÍSICA: PROF. MSC. RONALDO CUNHA
APOSTILA 06 – TERMODINÂMICA FÍSICA – 2º ANO Página 1 de 6
TERMODINÂMICA
01 – Definição: A Termodinâmica estuda as relações entre o calor
trocado e o trabalho realizado numa transformação de um sistema.
02 – Calor: Energia Térmica em trânsito de um corpo para outro
em virtude da diferença de temperatura existente entre eles.
03 – Trabalho: Energia em trânsito entre dois corpos devido a
ações de uma força.
04 – Variação de Energia Interna (∆U) e Energia Cinética (EC): A
variação de energia interna (∆U) de um sistema é a soma de todas
as energias que ele armazena dentro de si. Essa energia á
responsável pela agitação de seus átomos ou moléculas.
A energia interna de um sistema está diretamente
associada à sua temperatura.
T.R.n.
2
3
EU C 
Como P.V = n.R.T, temos:
V.P
2
3
EU C 
Quando um sistema recebe uma determinada quantidade
Q de calor, sofre um aumento ∆U de sua energia interna e
conseqüentemente um aumento ∆T de temperatura. Assim se:
∆T > 0 → ∆U > 0: Energia Interna aumenta.
∆T < 0 → ∆U < 0: Energia Interna diminui.
∆T = 0 → ∆U = 0: Energia Interna não varia.
Ex1: Um mol de um gás perfeito ocupa o volume de 22,4 L, sob
pressão de 1atm e a 0 ºC. Sendo 1atm = 10
5
N/m
2
e 1 L = 10
-3
m
3
,
qual é a energia interna do gás?















?U
;K273C0T
;m/N10atm1P
;m10.4,22L4,22V
;mol1n
25
33
J10.36,3U
10.6,33
2
10.2,67
U
2
10.4,22.10.3
V.P
2
3
U
3
2
2
35




Ex2: Um mol de um gás ideal monoatômico realiza uma
transformação a volume constante, enquanto sua temperatura se
eleva de 27 °C para 50 °C. Qual a variação de energia interna do
gás em calorias? (Dados: 1 cal = 4,2 J; R = 8,31 J/mol.K)














?U
)K.mol/J31,8R
;K323C50T
;K300C27T
;mol1n
2
1
cal2,68U
2,4J695,286U
2
39.573
2
23.93,24
U
2
)300323.(31,8.1.3
T.R.n.
2
3
U





EXERCÍCIOS
01 – Um mol de um gás perfeito ocupa o volume de 42 L, sob
pressão de 5 atm e a 0 ºC. Sendo 1atm = 10
5
N/m
2
e 1 L = 10
-3
m
3
,
02 – Um mol de um gás perfeito ocupa o volume de 30 L, sob
pressão de 4 atm e a 0 ºC. Sendo 1atm = 10
5
N/m
2
e 1 L = 10
-3
m
3
,
03 – Cinco mols de um gás ideal monoatômico realiza uma
04 – Dois mols de um gás ideal monoatômico realiza uma
05 – Trabalho (  ) NAS TRANSFORMAÇÕES GASOSAS.
5.1 – TRANSFORMAÇÃO ISOBÁRICA (P = constante).
V.P  ou )VV.(P IF 
 = Trabalho realizado pelo gás (J – joule).
P = Pressão exercida pelo gás (N/m²).
∆V = Variação do Volume (m³).
VF = Volume Final (m³).
VI = Volume Inicial (m³).
Obs1:  > 0 (positivo) → ∆V > 0 → VF > VI: Expansão, (o gás
realiza trabalho sobre o meio).
Obs2:  < 0 (negativo) → ∆V < 0 → VF < VI: Compressão, (o
meio realiza trabalho sobre o gás).
Obs3:  = 0 (nulo) → ∆V = 0 → VF = VI: Compressão, (o sistema
não troca trabalho).
Ex3: Um gás ideal, sob pressão constante de 5.10
5
N/m
2
, tem seu
volume aumentado de 3.10
-3
m
3
para 5.10
-3
m
3
. Determine:
a) Se o gás sofre expansão ou compressão?
3333
IF m10.210.310.5)VV(V 

∆V > 0, o gás sofre expansão
b) O trabalho realizado no processo?
J1000ouJ10.0,1
10.1010.1010.2.10.5V.P
3
23535

 
EXERCÍCIOS
05 – Um gás ideal , sob pressão constante de 2.10
5
N/m
2
, tem seu
volume reduzido de 12.10
-3
m
3
para 8.10
-3
m
3
. Determine:
06 – Um gás ideal , sob pressão constante de 3.10
5
N/m
2
, tem seu
volume reduzido de 16.10
-3
m
3
para 11.10
-3
m
3
. Determine:
07 – Numa transformação sob pressão constante de 800 N/m
2
, o
volume de um gás ideal se altera de 0,020 m
3
para 0,060 m
3
.
Determine:
08 – Sob pressão constante de 50 N/m
2
, o volume de um gás varia
de 0,07 m
3
a 0,09 m
3
. Determine:
a) Se o trabalho foi realizado pelo gás ou sobre o gás pelo meio
exterior?
5.2 – Trabalho numa transformação gasosa qualquer (  ): O
trabalho será calculado através do método gráfico, logo: “O
trabalho é numericamente igual a área, num gráfico da pressão em
função da variação do volume.”





A
V
.VA
P.VA

5.2.1 – Área do Retângulo:
AlturaH
BaseB
H.BA tRe



5.2.2 – Área do Triângulo:
AlturaH
BaseB
2
H.B
ATriân



5.3.3 – Área do Trapézio:
AlturaH
menorBaseb
maiorBaseB
2
h).bB(
ATrap





Ex4: As figuras representam a transformação sofrida por um gás.
Determinar o trabalho realizado de A para B em cada Processo.
J40
8.5
H.BA tRe



J12
2
24
2
4.6
2
H.B
ATriân



J75
2
150
2
10.15
2
H.B
ATriân



J68
2
136
2
8.17
2
8).512(
2
H).bB(
ATrap






J69
2
138
2
6.23
2
6).815(
2
H).bB(
ATrap






EXERCÍCIOS
09 – A s figuras representam a transformação sofrida por um gás.
Determinar o trabalho realizado de A para B em cada processo.
06 – Primeiro Princípio da Termodinâmica (Primeira Lei da
Termodinâmica):
De acordo com o princípio da Conservação da Energia, a
energia não pode ser criada nem destruída, mas somente
transformada de uma espécie em outra. O primeiro princípio da
Termodinâmica estabelece uma equivalência entre o trabalho e o
calor trocado entre um sistema e seu meio exterior.
Consideremos um sistema recebendo uma certa
quantidade de calor Q. Parte desse calor foi utilizado para realizar
um trabalho  e o restante provocou um aumento na sua energia
interna ∆U.
“A variação de energia interna (∆U) de um sistema é
igual à diferença entre o calor (Q) e o trabalho (  ) trocado
pelo sistema com o meio exterior”.
 QU ou  UQ
Q = quantidade de calor
 U = variação da energia interna
 = trabalho.
InicialFinal UUU 

Ex5: Um gás realiza um trabalho de 400 J e absorve uma
quantidade de calor de 680 J. Determine a variação da energia
interna do sistema.
 = 400 J (realizado)
Q = 680 J (recebido)
 U = ?
J280U
400680U
QU



EXERCÍCIOS
10 – Num dado processo termodinâmico, certa massa de um gás
recebe 260 joules de calor de uma fonte térmica. Verifica-se que
nesse processo o gás sofre uma expansão, tendo sido realizado
um trabalho de 60 joules. Determine a variação da energia interna.
11 – Um gás recebe um trabalho de 150 J e absorve uma
quantidade de calor de 320 J. Determine a variação da energia
interna do sistema.
12 – Um gás passa de um estado a outro trocando energia com o
meio. Calcule a variação da energia interna do gás nos seguintes
casos:
a)o gás recebeu 200 J de calor e realizou um trabalho de 120 J.
b) o gás recebeu 200J de calor e o trabalho realizado sobre ele é 120
J.
c) o gás cedeu 200 J de calor e o trabalho realizado sobre ele é 120 J.
13 – Durante um processo, são realizados 100 J de trabalho sobre
um sistema, observando-se um aumento de 50 J em sua energia
interna. Determine a quantidade de calor trocada pelo sistema,
especificando se foi adicionado ou retirado.
07 – Transformações Termodinâmicas Particulares:
7.1 – Transformação Isotérmica: Como a temperatura do sistema
se mantém constante, a variação da Energia interna é nula.
QQU0U 
7.2 – Transformação Isovolumétrica, Isométrica ou Isocórica:
Como o volume do sistema se mantém constante, não há
realização de trabalho.
QUQU00V 
Todo o calor trocado com o meio externo é transformado
em variação da energia interna.
Se o sistema recebe ou cede calor:
:0U0Q  Temperatura aumenta se o sistema recebe
calor.
:0U0Q  Temperatura diminui se o sistema cede
calor.
7.3 – Transformação Isobárica: Numa transformação onde a
pressão permanece constante, a temperatura e o volume são
diretamente proporcionais, ou seja, quando a temperatura aumenta
o volume também aumenta.
aumenta.Volume0
aumenta.aTemperatur0U


Parte do calor que o sistema troca com o meio externo
está relacionado com o trabalho realizado e o restante com a
variação da energia interna do sistema.
 UQ
7.4 – Transformação Adiabática: Nessa transformação o sistema
não troca calor com o meio externo, o trabalho realizado é graças à
variação de energia interna.
UU0Qcomo,QU 
Numa expansão adiabática, o sistema realiza trabalho
sobre o meio e a energia interna diminui.
7.5 – Balanço Energético: Para aplicar o primeiro princípio, que
envolve as grandezas calor, trabalho e energia interna, é preciso
fazer um balanço energético, isto é, saber quando essas
grandezas assumem valores positivos, negativos ou nulos.
Temos as seguintes possibilidades.
Q > 0: Calor absorvido ou recebido pelo sistema;
Q < 0: Calor cedido pelo sistema;
Q = 0: não há troca de calor (Transformação Adiabática);
 > 0: Expansão, realiza trabalho (Volume aumenta);
 < 0: Compressão, recebe trabalho (Volume diminui);
 = 0: Não realiza nem recebe trabalho (volume constante,
Transformação Isovolumétrica ou Isométrica ou Isocórica);
 U > 0: aumenta a Energia Interna (Temperatura aumenta);
 U < 0: diminui a Energia Interna (Temperatura diminui);
 U = 0: não varia a energia interna (temperatura constante,
transformação isotérmica
Ex6: Um sistema gasoso recebe do meio externo 200 cal em forma
de calor. Determinar em joules:
a) o trabalho trocado com o meio, numa transformação isotérmica.
Numa expansão isotérmica, a temperatura permanece
constante (  U = 0).
O gás ao receber calor aumenta de volume e realiza
trabalho (Q = 200 cal).
Q = 200.4,2 = 840 J.
Como,  Q0U
J840
b) a variação da energia interna numa transformação isométrica.
Numa transformação isométrica, o volume permanece
constante (  V = 0).
O calor recebido é transformado em variação da energia
interna.
Q = 200.4,2 = 840 J.
Como, UQ0V 
J840U 
EXERCÍCIOS
14 – São fornecidos 14 J para aquecer certa massa de gás a
volume constante. Qual a variação na energia interna do gás?
15 – São fornecidos 50 J para aquecer certa massa de gás a
volume constante. Qual a variação na energia interna do gás?
16 – Um sistema gasoso recebe do meio externo 200 cal em forma
de calor. Determinar em joules:
a) o trabalho trocado com o meio, numa transformação isotérmica.
b) a variação da energia interna numa transformação isométrica.
7.6 – Lei de Poisson: Na transformação adiabática, o sistema tem
sua energia Interna alterada por meio do trabalho realizado por ele
ou pelo ambiente.
tetanconsV.PV.P FFII  
Em que o coeficiente  é chamado de expoente de
Poison e dado pela razão entre o calor específico, à pressão
constante cP e o calor específico do gás, a volume constante cV:
V
P
c
c

7.7 – Relação de Mayer (R): Relaciona as capacidades caloríficas
molares a pressão CP e volume CV constantes, M é a massa molar.
RCC VP  ou
M
R
cc VP 

Ex7: Um gás perfeito ocupa o volume de 8 litros sob pressão de
2atm. Após uma transformação adiabática, o volume do gás
passou a 2 litros. Sendo o expoente de Poisson  = 1,5.
Determine a nova pressão do gás.
Lembrando que para uma transformação adiabática
podemos escrever.














?P
5,1
;L2V
;atm2P
;L8V
F
F
I
I
 
atm168.2P
2.22.2
2
8
.2
V
V
.PP
V
V
.PPV.PV.P
F
35,12
5,1
F
I
IF
F
I
IFFFII



















EXERCÍCIOS
17 – Um gás perfeito ocupa o volume de 27 litros sob pressão de
5atm. Após uma transformação adiabática, o volume do gás
passou a 3 litros. Sendo o expoente de Poisson  = 1,5.
Determine a nova pressão do gás.
08 – TRABALHO NAS TRANSFORMAÇÕES CÍCLICAS:
Considerando o ciclo ABCDA, podemos observar que o
trabalho realizado pelo sistema é dado pela soma entre os
trabalhos realizados nas transformações AB e CD uma vez que os
trabalhos nas transformações BC e DA são nulos, pois essas
transformações são isocóricas (volume constante).
Logo o trabalho é dado pela área do ciclo.
CicloCDABCiclo A
Obs1: Quando o ciclo é percorrido no sentido horário, ele realiza
trabalho sobre o meio externo. O trabalho realizado é positivo.
Obs2: Quando o ciclo é percorrido no sentido anti-horário, ele está
recebendo trabalho do meio externo. O trabalho recebido é
negativo.
Obs3: Como neste caso o gás terá seu estado final coincidente
com o inicial, a energia interna do mesmo não varia, portanto:
 Q0UUQ
EM RESUMO:
Isobárica V.P   UQ 0U 
Isotérmica Q Q 0U 
Isométrica 0 UQ  QU 
Adiabática U 0Q  U
Cíclica Q Q 0U 
09 – Segundo Princípio da Termodinâmica (Segunda Lei da
Termodinâmica): A segunda lei da termodinâmica, a exemplo da
primeira, tem diferentes enunciados que se equivalem. O mais
comum deles decorre da aceitação da irreversibilidade das
transformações da natureza:
“Nenhuma máquina térmica, operando em ciclos,
pode retirar calor de uma fonte e transformá-lo integralmente
em trabalho”.
O calor flui espontaneamente de um corpo mais quente
para um corpo mais frio, sempre nesse sentido.
9.1 – Máquinas Térmicas: são dispositivos que convertem calor
em trabalho e vice-versa. Temos como exemplos: máquinas a
vapor, motores a explosão, refrigeradores, etc.
Uma máquina térmica opera em ciclos entre duas fontes
térmicas de temperaturas diferentes, uma chamada de fonte
quente e a outra, de fonte fria. A máquina retira calor da fonte
quente Q1, transforma parte desse calor em trabalho  , e rejeita a
outra parte Q2 para a fonte fria, assim:
21 QQ 
Q1 = quantidade de calor fornecida para a máquina térmica;
 = trabalho obtido;
Q2 = quantidade de calor perdida.
Obs1: Se todo o calor absorvido por uma máquina térmica fosse
integralmente transformado em trabalho, teríamos o caso ideal de
Rendimento cem por cento. Mas a experiência mostra que isto
não é possível, o que constitui o Segundo Princípio da
termodinâmica.
Obs2: Enunciado de Clausius: “O Calor só pode passar,
espontaneamente, de um corpo de maior para outro de menor
temperatura”.
Obs3: Enunciado de Kelvin: “É impossível construir máquina
térmica que, operando em ciclo, extraia calor de uma fonte e o
transforme integralmente em trabalho”.
9.2 – Rendimento da máquina térmica ( ): O rendimento de
uma máquina é definido pelo percentual de calor transformado em
trabalho.
1Q

 ou
1
21
Q
QQ 

 = Rendimento da máquina térmica (%);
Q1 = quantidade de calor fornecida para a máquina térmica;
 = trabalho obtido;
Q2 = quantidade de calor perdida.

Ex8: Uma máquina térmica recebe 200 joules de energia, mas
devido às perdas por aquecimento, ela aproveita somente 120
joules. Determine:
a) A quantidade de calor rejeitada;








?Q
;J120
;J200Q
2
1
J80Q
120200Q
Q200120
QQ
2
2
2
21




b) O rendimento dessa máquina?








?
;J120
;J200Q1
%60
%100.6,0
200
120
Q1




EXERCÍCIOS
18 – Uma máquina térmica recebe 400 joules de energia, mas
devido às perdas por aquecimento, ela aproveita somente 360
joules. Determine:
a) A quantidade de calor rejeitada;
b) O rendimento dessa máquina?
19 – Uma máquina térmica recebe 300 joules de energia, mas
devido às perdas por aquecimento, ela rejeita 100 joules.
Determine:
a) o trabalho obtido?
b) o rendimento dessa máquina?
20 – Um motor elétrico recebe 80 J de energia, mas aproveita
efetivamente apenas 60 J. Qual é o rendimento do motor?
21 – Uma máquina térmica, em cada ciclo, rejeita para a fonte fria
240 joules dos 300 joules que retirou da fonte quente. Determine o
trabalho obtido por ciclo nessa máquina e o seu rendimento.
22 – O rendimento de uma máquina térmica é 60%. Em cada ciclo
dessa máquina, o gás recebe 800 joules da fonte quente.
Determine: a) o trabalho obtido por ciclo;
b) a quantidade de calor que, em cada ciclo, é rejeitada para a
fonte fria.
23 – Uma máquina térmica tem 40% de rendimento. Em cada ciclo,
o gás dessa máquina rejeita 120 joules para a fonte fria.
Determine:
a) o trabalho obtido por ciclo nessa máquina;
b) a quantidade de calor que o gás recebe, do ciclo, da fonte
quente.
10 – Ciclo de Carnot: Estudando as máquinas térmicas, o
cientista Sadi Carnot propôs, em 1824, um ciclo teórico composto
de quatro transformações reversíveis, duas isotérmicas e duas
adiabáticas, que proporciona o máximo rendimento para uma
máquina térmica, entre duas temperaturas T1 e T2 das fontes
quentes e frias. O desenho a seguir representa o ciclo de Carnot.
Processo A  B: o gás sofre uma expansão isotérmica,
recebendo calor da fonte quente Q1 e realizando trabalho. A
energia interna do gás se mantém constante nesta transformação.
Processo B  C: o gás sofre uma expansão adiabática.
Sua temperatura diminui, mas não ocorre troca de calor com o
meio. O gás realiza trabalho as custas de redução na sua energia
interna.
Processo C  D: o gás sofre uma compressão
isotérmica, o meio exterior realiza trabalho sobre o gás, sem que
haja variação na sua energia interna. Durante essa transformação,
o gás rejeita a quantidade de calor Q2 para a fonte fria.
Processo D  A: ocorre uma compressão adiabática,
completando-se o ciclo. A temperatura do sistema aumenta, mas
não ocorre troca de calor com o meio. O trabalho realizado contra
o sistema, provoca aumento na sua energia
interna.
Carnot demonstrou que, para uma máquina que
executasse o ciclo por ele proposto, as quantidades de calor
trocadas com as fontes térmicas são diretamente proporcionais as
temperaturas absolutas dessas fontes, ou seja:
1
2
1
2
T
T
Q
Q

Como:
1
2
1
21
1 Q
Q
1
Q
QQ
Q





Então o rendimento C de uma máquina de Carnot é dado
por:
1
2
1
21
T
T
1
T
TT



Daí, tiramos uma importante conclusão:
O rendimento da máquina de Carnot não depende da
substância de trabalho utilizada (gás): é função exclusiva das
temperaturas absolutas das fontes quente e fria.
Estabelece o Teorema de Carnot que, entre duas
temperaturas T1 e T2 das fontes quente e fria, a máquina de Carnot
é a que apresenta o máximo rendimento. Portanto, nenhuma
máquina térmica, entre as mesmas temperaturas, pode apresentar
rendimento superior ao previsto para a máquina de Carnot.
Ex9: Uma máquina térmica executa um ciclo entre as temperaturas
500 K (fonte quente) e 400 K (fonte fria). Determine o máximo
rendimento que essa máquina poderia ter.








?
;K400T
;K500T
2
1
%20%100.2,0
2,0
500
100
500
400500
T
TT
1
21






EXERCÍCIOS
24 – Uma máquina térmica executa um ciclo entre as temperaturas
25 – Uma máquina térmica executa um ciclo entre as temperaturas
26 – Uma máquina de Carnot, cuja fonte quente está a 300 K,
absorve 100 cal de calor desta fonte, em cada ciclo, e abandona
70 cal para a fonte fria. Determine a temperatura da fonte fria?:
27 – O rendimento de certa máquina térmica de Carnot é de 25% e
a fonte fria é a própria atmosfera a 27 °C. Determine a temperatura
da fonte quente?
28 – Uma máquina térmica, que opera segundo o ciclo de Carnot,
absorve 200 calorias da fonte quente em cada ciclo e abandona
120 calorias para a fonte fria. Determine o rendimento desta
máquina térmica?

29 – O rendimento de certa máquina térmica de Carnot é de 30% e
a fonte fria é a própria atmosfera a 27 °C. Determine a temperatura
da fonte quente?
30 – Um gás perfeito realiza um ciclo de Carnot. A temperatura da
fonte fria é 127 °C e a da fonte quente é 427 °C. Determine o
rendimento do ciclo?
TESTES DOS ÚLTIMOS VESTIBULARES
01 – (UERR – 2012.1) Se um gás ideal absorve calor à
temperatura constante, necessariamente ele deve:
a) comprimir-se;
b) manter seu volume constante;
c) realizar um processo adiabático;
d) manter sua pressão constante;
e) expandir-se.
02 – (UERR-2011.2) Quando um sistema realiza um processo
isotérmico se pode assegurar que:
a) A energia interna do sistema aumenta;
b) Não existe troca de calor entre o sistema e o meio;
c) O sistema troca calor com o meio;
d) A energia interna do sistema diminui;
e) O trabalho realizado sobre o sistema é nulo.
03 – (UERR 2011.1) Uma geladeira é uma máquina térmica que
contem um gás que realiza um ciclo termodinâmico a partir de um
trabalho realizado sobre este com o objetivo de absorver calor dos
produtos que estão dentro da geladeira e ceder calor ao meio
externo. A energia necessária para realizar esse trabalho resulta:
a) Ligeiramente menor que o calor absorvido pelo gás;
b) Muito menor que o calor absorvido pelo gás;
c) Igual que o calor absorvido pelo gás;
d) Maior que o calor absorvido pelo gás;
e) nenhuma das alternativas anteriores.
04 – (UFRR – 2008) A máquina de Carnot é um modelo importante
para o desenvolvimento de máquinas térmicas, onde podemos
observar teoricamente os ciclos necessários para funcionamento
destas máquinas. Porém, a termodinâmica mostra que a máquina
não pode existir, sendo portanto uma idealização teórica. A
respeito da máquina de Carnot podemos
afirmar que:
a) É caracterizada por duas transformações a temperatura
constante e duas sem troca de calor com o ambiente, todas
irreversíveis. O funcionamento da máquina é proibido pela
segunda lei da termodinâmica;
b) É caracterizada por duas transformações a temperatura
reversíveis. O funcionamento da máquina é proibido pela segunda
lei da termodinâmica;
c) É caracterizada apenas por duas transformações a temperatura
constante, todas reversíveis. O funcionamento da máquina é
proibido pela segunda lei da termodinâmica;
d) É caracterizada por duas transformações a temperatura
reversíveis. O funcionamento da máquina está baseado na
segunda lei da termodinâmica;
e) É caracterizada apenas por duas transformações sem troca de
calor com o ambiente, todas irreversíveis. O funcionamento da
máquina é proibido pela segunda lei da termodinâmica.
05 – (UFRR – 2006) Numa expansão isotérmica de um gás ideal, o
trabalho mecânico é:
a) Inversamente proporcional à temperatura do gás;
b) Igual a zero;
c) Menor que zero;
d) Independente da temperatura do gás;
e) Proporcional a temperatura do gás.
06 – (UFRR-2004-F2) Um gás ideal com Cp = 4 cal/K.mol e Cv = 2
cal/K.mol sofre uma transformação adiabática entre dois estados.
Se a pressão no estado inicial é quatro vezes maior do que a
pressão no estado final, então a razão entre os volumes do gás
nos estados final e inicial é:
a) 1/16; b) 1/4; c) 1/2; d) 2; e) 4.
07 – (UFRR-2004-F1) Usando Uma massa gasosa ideal realiza
uma expansão isotérmica. Nesse processo pode-se afirmar que:
a) a pressão e o volume aumentam;
b) o volume e a energia interna diminuem;
c) a pressão aumenta e a energia interna diminui;
d) o volume aumenta e a energia interna permanece constante;
e) a energia interna e a entalpia diminuem.
08 – (UFRR-2003-F2) Um mol de um gás ideal realiza o processo
cíclico ABCD representado abaixo no gráfico de pressão contra
volume. O rendimento do ciclo é de 0,8. O trabalho no ciclo e o
calor fornecido ao gás, em quilojoules, valem, respectivamente:
a) 24 e 30;
b) 8 e 10;
c) 54 e 42;
d) 12 e 16;
e) 16 e 20.
09 – (UFRR-2000-F2) Um gás ideal realiza um ciclo ABCD, como
mostra a figura. A pressão e o volume inicial do gás é P0 e V0. O
trabalho realizado pelo gás neste ciclo é igual a:
a) 2P0V0;
b) 3P0V0;
c) 4P0V0;
d) 6P0V0;
e) 9P0V0.
10 – (UFRR-2000-F1) Uma máquina térmica recebe 10
3
J de calor
e realiza um trabalho útil de 2,0  10
2
J. Pode-se afirmar que a
variação da energia interna e o rendimento da máquina são,
respectivamente:
a) 12  10
2
J e 0,20%; b) 12  10
3
J e 30%; c) 0,8 J e 30%;
d) 20  10
2
J e 20%; e) 8  10
2
J e 20%.
11 – (ACAFE) Complete o enunciado que segue, com a alternativa
verdadeira, dentre as relacionadas abaixo. O ciclo de Carnot é
constituído de transformações:
a) adiabáticas e isotérmicas; b) adiabáticas e isobáricas;
c) isovolumétricas e isotérmicas; d) isovolumétricas e isobáricas;
e) isovolumétricas e adiabáticas.
12 – (Mackenzie-SP) Um gás, contido em um recipiente dotado de
um êmbolo que pode se mover, sofre uma transformação. Nessa
transformação fornecemos 800 cal ao gás e ele realiza o trabalho
de 209 J. Sendo 1 cal =4,18 J, o aumento da energia interna desse
gás foi de:
a) 209 J; b) 3.135 J; c) 3.344 J; d) 3.553 J; e) 3.762 J.
13 – (UEMA) Sobre um sistema realiza-se um trabalho de 3 000 J
e, em resposta, ele fornece 500 cal de calor durante o mesmo
intervalo de tempo. A variação de energia interna do sistema
durante esse processo é: (Dado: 1 cal = 4,2 J).
a) 2 500 J; b) 2900 J; c) 900 J; d) 2 100 J; e) 22 100 J.
14 – (UFRGS) Uma máquina térmica ideal opera recebendo 450 J
de uma fonte de calor e liberando 300 J no ambiente. Uma
segunda máquina térmica ideal opera recebendo 600 J e liberando
450 J. Se dividirmos o rendimento da segunda máquina pelo
rendimento da primeira máquina, obteremos:
a) 1,50; b) 1,33; c) 1,00; d) 0,75; e) 0,25.
15 – (PUC-RS) O Segundo Princípio da Termodinâmica pode ser
enunciado da seguinte forma: “Nenhuma máquina térmica,
operando em ciclo, pode transformar em _______ todo o
__________ a ela fornecido”.
a) calor – trabalho; b) trabalho – calor; c) força – calor;
d) força – impulso; e) trabalho – impulso.

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