O documento apresenta 10 questões sobre conceitos termodinâmicos como calor, trabalho, energia interna e eficiência de máquinas térmicas. As questões abordam transformações isotérmicas, isobáricas, adiabáticas e ciclos termodinâmicos, calculando grandezas como calor, trabalho e variação de energia interna em cada caso.

1. TD 13 - Física II – GABARITO
1)
a) O gás recebe calor => Q = +1000 J
Q = τ + ΔU => V constante:τ = 0 => 1000 = 0 + ΔU => ΔU = +1000 J
b) O gás cede calor => Q = -1000 J
Q = τ + ΔU => V constante:τ = 0 => -1000 = 0 + ΔU => ΔU = -1000 J
2)
a) O gás recebe calor => Q = + 1000 J
Q = τ + ΔU => T constante:ΔU = 0 => 1000 = τ + 0 => τ = +1000 J
b) O gás cede calor => Q = -1000 J
Q = τ + ΔU => V constante:τ = 0 => -1000 = τ + 0 => τ = -1000 J
3)
Transformação isobárica:
τ = p.ΔV = n.R.ΔT => τ = 2.8,31.100 => τ = +1662 J
ΔU = (3/2).n.R.ΔT => ΔU = (3/2).2.8,31.100 => ΔU = +2493 J
Q = τ + ΔU => Q = (1662+2493) J => Q = +4155 J
Respostas:
a) τ = +1662 J
b) ΔU = +2493 J
c) Q = +4155 J
4)
Transformação adiabática:
x
Q = 0 => 0 = τ + ΔU => ΔU = -τ
a) O gás realiza trabalho => τ > 0 => τ = +1000 J => ΔU = -1000 J
b) O gás recebe trabalho => τ < 0 => τ = -1000 J => ΔU = +1000 J
Respostas:
a) Q = 0; ΔU = -1000 J
b) Q = 0; ΔU = +1000 J
5) E
A área no diagrama pxV fornece o trabalho. No caso o gás realiza trabalho pois o volume aumenta:
τ = área => τ = (3-1).10-3.1.106 => τ = 2.103 J
A variação de energia interna é dada por:
ΔU = 3/2.n.R.ΔT => ΔU = 3/2.0,4mol.8(J/mol.K).600K => ΔU = 2880 J
Pela Primeira Lei da Termodinâmica, temos:
Q = τ + ΔU => Q = 2000J+2880J => Q = 4880 J = (4880/4)cal = 1220 cal
6) D
τ = Q1 - Q2 = 450J - 300J = 150 J
η1 = τ/Q1 = 150/450 => η1 = 1/3
τ = Q1 - Q2 = 600J - 450J = 150 J
η2 = τ/Q1 = 150/600 => η2 = 1/4
η2/η1 = (1/4)/(1/3) = 3/4 = 0,75
7) E
No trecho b→c o gás realiza uma expansão adiabática. Não há troca de calor. O sistema realiza trabalho sobre o meio
exterior (60J), às custas da diminuição de sua energia interna (de 60J).
8) D
9) B
10) E