Este documento apresenta 10 exercícios sobre o Primeiro Princípio da Termodinâmica aplicado a sistemas gasosos. Os exercícios envolvem cálculos de variação de energia interna, trabalho mecânico e troca de calor em transformações isotérmicas, isométricas, isobáricas e para gases ideais.

1. EXERCÍCIOS DE FÍSICA – TERMODINÂMICA
PRIMEIRO PRINCÍPIO DA TERMODINÂMICA
1 – Um sistema gasoso recebe do meio externo 200 cal em forma de calor. Sabendo que 1 cal = 4,2J,
determinar:
a) O trabalho trocado com o meio, numa transformação isotérmica;
b) A variação da energia interna numa transformação isométrica.
2 – Numa transformação isobárica, um gás realiza trabalho de 400J, quando recebe do meio externo 500J.
Determine a variação de energia interna do gás nessa transformação.
3 – Numa transformação isobárica, o volume de um gás ideal aumentou de 0,20 m3, sob pressão de 5,0
N/m2. Durante o processo, o gás recebeu 5,0J de calor do ambiente. Determine a variação de energia
interna do gás.
4 – Uma bomba de potência 200W comprime um gás contido num recipiente durante 30s. Nesse tempo o
gás dispersa para o ambiente externo uma quantidade de calor de 400 cal. De quanto varia a energia
interna do gás? Adote 1 cal = 4,18J.
5 – Um sistema tem um volume inicial de 2,5.104 cm3. Fornecendo-lhe uma quantidade de calor igual a
500 cal e mantendo-se a pressão constante e igual a 1,0.105 N/m2, a energia interna aumenta 800J.
Calcule o volume final do sistema. Adote 1 cal = 4,18J.
6 – Sobre um sistema realiza-se um trabalho de 3000J e, em consequência, ele fornece 500 cal ao meio
exterior durante o mesmo intervalo de tempo. Determine a variação de energia do sistema.
Adote 1 cal = 4,2J.
7 – O gráfico representa as transformações experimentadas P(N/m )
2
por um gás ideal.
B C
a) Calcule o trabalho mecânico realizado na expansão 30
de A até C.
b) Admita que, na transformação, o gás receba uma 20
quantidade de calor igual a 100J. Calcule a variação
de energia interna do gás. 10 A
3
0 1,0 3,0 V(m )
Revisando: 2
P(N/m )
8 – O volume de um gás aumenta de 4.10– 3 m3 para 12.10– 3 12.10
5
m3. Durante essa expressão, a pressão do gás permaneceu
constante e igual a 3.105 N/m2. Determine o trabalho realizado
pelo gás e a energia interna. 5
5.10
9 – Determine aproximadamente a variação de energia interna
sofrida por 9 mols de um gás considerado ideal, sabendo-se
0 4 17 3
V(m )
que sua temperatura passou de 57ºC para 147ºC. Dado: R =
8,31 J/mol.K
10 – Numa expansão isobárica, um gás ideal realiza um trabalho mecânico de 15.104 J. Sabendo que a
pressão é de 6.106 N/m2 e o volume inicial do gás é de 7 m3, o volume do gás após essa expansão é: