1.

A energia interna de um sistema aumentou 400   J quando absorveu 600   J de calor. Foi realizado trabalho sobre ou pelo sistema? Qual o módulo do trabalho realizado?

a   Sobre o sistema, 200   J .

b   Pelo sistema, 200   J .

c   Sobre o sistema, 400   J .

d   Pelo sistema, 400   J .

e   Sobre o sistema, 600   J .

Resolução
2.

Considere um sistema termodinâmico cuja energia interna é dada por E 1 . Ele RECEBEU uma quantidade de calor Q e um trabalho W foi realizado SOBRE ELE POR um sistema externo, de modo que sua energia interna mudou para E 2 . Marque a alternativa que expressa corretamente a primeira lei da termodinâmica neste processo.

a   Q = E 1 - E 2 - W

b   Q = E 2 - E 1 + W

c - Q = E 1 - E 2 + W

d   – Q = E 2 - E 1 + W

Resolução
3.

Um trabalho de 200   J é realizado sobre um sistema, e uma quantidade de calor de 70,0   c a l é removida do sistema. Qual é o valor (incluindo o sinal) a   de W , b de Q e c   de Δ E i n t ?

Resolução
4.

Considere os três processos abaixo, isolados do resto do universo.

  1. Um cubo de alumínio é colocado em um copo de água. Após algum tempo, o alumínio aumentou de tamanho e a água esfriou.
  2. Cera sólida é colocada no fundo de uma panela quente. Após algum tempo, a cera derreteu e a panela esquentou.
  3. Um motor converte em trabalho toda a energia térmica liberada pela fusão de gelo em água.

Quais destes processos violam, necessariamente, a Primeira Lei da Termodinâmica?

Resolução
5.

Considere um sistema termodinâmico cuja energia interna é dada por E 1 . Ele CEDEU uma quantidade de calor (de módulo Q ) e um trabalho (de módulo W ) foi realizado POR ELE, de modo que sua energia interna mudou para E 2 . Marque a alternativa que expressa corretamente a primeira lei da termodinâmica neste processo.

  1. Q = E 1 - E 2 + W
  2. Q = E 2 - E 1 + W
  3. – Q = E 1 - E 2 + W
  4. – Q = E 2 - E 1 + W
Resolução
6.

Uma certa quantidade de gás ideal, incialmente à pressão P 0 , temperatura T 0 e volume V 0 , realiza uma expansão à pressão constante seguida de um resfriamento à volume constante, até que sua temperatura retorne ao valor inicial T 1 = T 0 , quando a pressão vale P 1 e o volume vale V 1 . Ao final desse processo, é correto dizer que:

  1. W < 0 , Q > 0 e P 1 = P 0
  2. W > 0 , Q < 0 e P 1 > P 0 .
  3. W > 0 ,   Q > 0 e P 1 > P 0 .
  4. W > 0 , Q = 0 e P 1 < P 0 .
  5. W > 0 ,   Q > 0 e P 1 < P 0 .
Resolução
7.

Considere os três processos abaixo, isolados do resto do universo.

(I) Um cubo de alumínio é colocado em um copo de água. Após algum tempo, o alumínio aumentou de tamanho e a água esfriou.

(II) Cera sólida é colocada no fundo de uma panela quente. Após algum tempo, a cera derreteu e a panela esquentou.

(III) Um motor converte em trabalho toda a energia térmica liberada pela fusão de gelo em água.

Quais destes processos violam, necessariamente, a Primeira Lei da Termodinâmica?

Resolução
8.

A energia interna de um sistema aumentou 400   J quando absorveu 600   J de calor. Foi realizado trabalho sobre ou pelo sistema? Qual o módulo do trabalho realizado?

  1. Sobre o sistema, 200   J .
  2. Pelo sistema, 200   J .
  3. Sobre o sistema, 400   J .
  4. Pelo sistema, 400   J .
  5. Sobre o sistema, 600   J .
Resolução
9.

Considere um sistema termodinâmico cuja energia interna é dada por E 1 . Ele RECEBEU uma quantidade de calor Q e um trabalho W foi realizado SOBRE ELE POR um sistema externo, de modo que sua energia interna mudou para E 2 . Marque a alternativa que expressa corretamente a primeira lei da termodinâmica neste processo.

  1. Q = E 1 - E 2 - W
  2. Q = E 2 - E 1 + W
  3. – Q = E 1 - E 2 + W
  4. – Q = E 2 - E 1 + W
Resolução
10.

Uma amostra de gás ideal monoatômico esfria de 455,0   K para 405,0   K a volume constante quando 831   J de energia são removidos dele. Quantos mols de gás há nessa amostra?

  1. 2,50 m o l s
  2. 1,33 m o l
  3. 1,50 m o l
  4. 2,15 m o l s
  5. 0,725 m o l

Dado:

R = 8,31 J / m o l . K

Resolução
11.

Suponha que você dobre a temperatura T de um gás a volume constante. Considere as seguintes grandezas: Energia cinética média de translação de uma molécula; velocidade rms de uma molécula; livre caminho médio. Por qual fator essas grandezas sofreriam alteração, respectivamente?

  1. Não sofreria alteração; 2 ; 2 1 2 .
  2. 2 1 2 , não sofreria alteração; 2 .
  3. Não sofreria alteração; 2 1 2 ; 2 .
  4. 2 ,   2 1 2 ; não sofreria alteração.
  5. 2 1 2 ,   2 ; não sofreria alteração.
Resolução
12.

A pá giratória da figura abaixo adiciona energia térmica por atrito a um gás ideal monoatômico ( C v = 12,5   J / m o l     K )  em um recipiente isolado e fechado. A pá giratória é acionada por uma corda sem massa ligada a um objeto em queda, como mostrado na figura. Nesta experiência, um objeto de 5,0   k g cai através de uma distância total de 3,0   m ,   e a temperatura do gás aumenta 6   ° C

Assumindo que toda a energia mecânica perdida pelo objeto em queda é ganha pelo gás, quantos mols de gás devem estar presentes neste recipiente?     

A   3,0    

B   2,0    

C   4,0    

  D   1,0    

( E )   5,0  

Resolução
13.

Em um processo isocórico, uma dada quantidade de substância tem sua energia térmica aumentada de  1,0   j o u l e .  Considere as seguintes possibilidades:

I ­  essa substância é um gás monoatômico 

I I ­  essa substância é um gás diatômico 

I I I ­  essa substância é um sólido elementar

Podemos afirmar que, para essa variação de energia térmica,

A   Δ T I ​     >   Δ T ​ I I ​     >   Δ T ​ I I I ​   .    

B   Δ T ​ I ​     <   Δ T ​ I I ​     <   Δ T ​ I I I ​   .  

C   Δ T ​ I ​     =   Δ T ​ I I ​     >   Δ T ​ I I I ​   .    

D   Δ T ​ I ​     =   Δ T ​ I I ​     <   Δ T ​ I I I ​   .    

E   Δ T I ​     =   Δ T I I ​     =   Δ T ​ I I I ​  

Resolução
14.

2g de He (Hélio) a 300K é colocado em contato térmico com 5 g de Ar (Argônio) a 600K. Quanto vale a Temperatura no equilíbrio Térmico? Assinale a alternativa com valor mais próximo da sua resposta obtida.

  1. 333 K
  2. 359 K
  3. 391 K
  4. 413 K
  5. 547 K

Dados:

Massa molar do Hélio: M M H e = 4 g / m o l

Massa molar do Argônio: M M A r = 39,9 g / m o l

R = 8,31 J / m o l . K

Resolução
15.

Um mol de um gás ideal, contido em um recipiente munido de um pistão móvel, inicialmente a uma temperatura T i , sofre uma expansão isotérmica na qual o seu volume aumenta em 50%. Em seguida sofre uma contração isobárica na qual ele retorna a seu volume inicial. Finalmente, ele é aquecido num processo isocórico para voltar à temperatura inicial. Marque a alternativa que melhor representa o diagrama P-V associado.

a)

b)

c)

d)

e)

Resolução
16.

20   mols de um gás ideal monoatômico   ( γ = 1,67 )   passa por um processo adiabático. A pressão inicial é   400   k P a   e a temperatura inicial é   450   K . A temperatura final é   320   K .

A variação da energia térmica do gás em   K J   é

(A)   + 32,5  

(B)   + 54,5  

  (C) zero

(D) - 32,5  

(E) - 54,5  

Resolução
17.

Para aumentar em 10,0 ° C a temperatura de uma amostra de gás ideal, são necessários 8   k J de calor quando o gás é mantido a volume constante, e 9,0   k J quando o gás é mantido a pressão constante. Quantos mols de gás estão presentes? 

Dados: R = 8,314   J / m o l . K

A   4,0    

B   6,0    

C   8,0    

D   10,0

E   12,0    

F   14,0

G   18,0  

Resolução
18.

Uma certa quantidade de um gás ideal, com calor específico molar C v = 3 2 R , realiza o ciclo ilustrado no diagrama P - V da figura, onde a etapa B → C corresponde a um processo irreversível. Seja W T o trabalho total realizado. Determine o trabalho, o calor e a variação da energia interna:

  1. Para a etapa A → B ;
  2. Para a etapa C → A ;
  3. Para a etapa B → C ;
  4. Determine a eficiência de uma máquina de Carnot funcionando entre a menor e a maior temperaturas envolvidas neste ciclo.

Deixe suas respostas em termos de W T , de P 0 e de V 0 .

Resolução
19.

Qual das alterações abaixo não pode ocorrer em um gás ideal?

A) Aumentar a sua temperatura sem acrescentar calor a ele

B) Acrescentar calor a ele sem aumentar a sua temperatura

C) Realizar trabalho sobre ele sem aumentar sua temperatura

D) Aumentar sua energia térmica sem aumentar sua temperatura

E) Aumentar sua energia térmica sem acrescentar calor a ele

Resolução
20.

Um cilindro com gás, o qual é isolado termicamente exceto na sua base, é colocado sobre

um bloco grande de gelo (fig.). O gás é mantido pressurizado por um pistão, o qual é livre para se mover na vertical, sem atrito. A temperatura inicial do gás é maior do que 0°C. Durante o processo, que ocorre até que o gás atinja um novo equilíbrio, (i) ΔT, (ii) W e (iii) Q do gás são maiores do que, menores do que ou iguais a zero?

Resolução
21.

O processo A leva um gás do estado 1 para o estado 2, e o processo B o traz de volta do estado 2 para o estado 1, conforme representado na figura ao lado. Compare os trabalhos nos dois processos.

  1. W A > 0 > W B
  2. W B > 0 > W A
  3. W A = W B > 0
  4. W A > W B > 0
  5. 0 > W B > W A
Resolução
22.

1) Considere um pistão metálico contendo gás Hélio a 273K e 1atm. Qual das manipulações abaixo pode ser considerada como um processo adiabático?

A) O pistão é mergulhado em uma mistura de água com gelo e é lentamente comprimido até o gás reduzir seu volume pela metade.

B) O pistão é travado de modo a não poder se mover, e é colocado sobre uma chama até a pressão do gás dobrar.

C) O pistão é rapidamente comprimido até a pressão do gás dobrar

D) O pistão é comprimido pela ação de uma força externa constante, mantendo sua velocidade constante até o gás reduzir seu volume pela metade.

E) O pistão é aberto de modo a deixar o gás escapar para a atmosfera.

Resolução
23.

Um gás ideal está confinado num cilindro com pistão que pode se mover sem atrito. O gás pode sofrer as transformações A ou   B do estado   1 para o estado 2 . É correto afirmar que (cuidado com o sinal):

  1. W sobre gás A > W sobre o gás B ; Q A > Q B ;
  2. W sobre gás A < W sobre o gás B ; Q A > Q B ;
  3. W sobre gás A > W sobre o gás B ; Q A < Q B ;
  4. W sobre gás A = W sobre o gás B ; Q A = Q B ;
  5. W sobre gás A < W sobre o gás B ; Q A < Q B ;
Resolução
24.

Uma massa M de um metal é mantida no estado líquido, na temperatura de fusão, por um forno de potência P . Se, quando o forno é desligado, o metal leva um tempo t para se solidificar, o calor específico de fusão do metal é dado por:

  1. P t / M   ;
  2. P / M t   ;
  3. P M t   ;
  4. P M / t ;
  5. t / P M .
Resolução
25.

Um sistema pode ser levado de um estado de equilíbrio termodinâmico A a outro B pelo caminho 1 ou pelo caminho 2, indicados na figura. Seja ∆ U 1 a variação da energia interna, W 1 o trabalho realizado e Q 1 o calor absorvido quando for usado o caminho 1. Analogamente, sejam ∆ U 2 , W 2   e   Q 2 as respectivas grandezas para o caminho 2.

Podemos afirmar que:

  1. ∆ U 1 = ∆ U 2 ,   W 1 > W 2   e   Q 1 > Q 2
  2. ∆ U 1 > ∆ U 2 ,   W 1 > W 2   e   Q 1 < Q 2
  3. ∆ U 1 = ∆ U 2 ,   W 1 > W 2   e   Q 1 < Q 2
  4. ∆ U 1 = ∆ U 2 ,   W 1 = W 2   e   Q 1 = Q 2
Resolução
26.

Um cilindro fechado por um êmbolo móvel, contém uma certa quantidade de vapor. O sistema esquenta ao absorver 400   J de energia. O vapor varia seu volume em 6 × 10 - 5 m 3 à pressão constante de 8 × 10 5 P a . Considerando que o processo ocorre próximo ao equilíbrio, determine a variação de energia interna do vapor.

  1. 448   J
  2. 325   J
  3. 256   J
  4. 352   J
  5. 390   J
Resolução
27.

As Leis da Física têm contribuído para o entendimento dos sistemas ambientais explana a respeito de um dos maiores problemas enfrentado atualmente no planeta, a poluição ambiental, compreendendo solo, água e ar. A Lei da Conservação da massa enuncia que em qualquer sistema físico ou químico, nunca se cria, nem elimina a matéria, apenas é possível transformá-la de uma forma em outra. A Primeira Lei da Termodinâmica possui um enunciado análogo à lei da conservação da massa, é correto afirmar que segundo a primeira Lei da termodinâmica:

  1. A variação da energia interna é igual ao calor menos o trabalho realizado sempre pelo sistema.
  2. A quantidade de calor em um sistema, sempre é igual a energia do sistema.
  3. a energia não pode se transformar de uma forma para outra, porém pode ser destruída
  4. a energia pode ser criada, porém não é possível destruí-la.
  5. a energia pode se transformar de uma forma em outra, mas não pode ser criada, nem destruída.
Resolução
28.

Ao receber uma quantidade de calor Q = 80 J, um gás realiza um trabalho igual a 16 J, sabendo que a Energia Interna do sistema antes de receber calor era U = 120 J, qual será esta energia após o recebimento?

a) 40 Jb) 136 Jc) 64 Jd) 184 J

e) 94 J

Resolução
29.

9 - Considere um sistema fechado, a volume constante, composto originalmente por água na fase líquida a uma temperatura de 100   ° C , mas que com o fornecimento de mais calor começa a mudar seu estado para a fase gasosa. É correto afirmar que:

  1. A energia fornecida em forma de calor é convertida integralmente em trabalho.
  2. A variação de sua energia interna vale zero, uma vez que a temperatura permanece constante no processo.
  3. A temperatura aumenta durante a mudança de fase de forma proporcional ao calor fornecido e inversamente proporcional à massa de água no sistema.
  4. A energia térmica do sistema aumenta.
  5. O número de moles de água varia à medida em que ela é convertida de líquido para gás.
Resolução
30.

13 - Ao se realizar um processo termodinâmico sobre um gás ideal, sua energia térmica é elevada de um montante de 100   J . Pode-se afirmar que:

  1. Sua temperatura não necessariamente é alterada, pois podemos variar a pressão e o volume neste processo de forma que sua temperatura fique constante.
  2. O máximo que podemos fornecer de calor a esse sistema neste processo é 100 J.
  3. Este processo realizado não poderia ser isobárico, isto é, à pressão constante.
  4. Este processo realizado não poderia ser adiabático, isto é, sem trocas de calor com o meio externo.
  5. Se o calor fornecido for inferior a 100 J, trabalho deverá ser realizado pelo gás ao longo deste processo.
Resolução
31.

Considere dois processos reversíveis distintos que levam um gás ideal de um estado inicial i para um estado final f que consistem de:

I - Uma expansão isotérmica.

II - Uma expansão adiabática seguida de uma expansão isobárica.

Quanto à variação de energia interna, trabalho realizado pelo gás e calor recebido pelo gás, pode-se dizer que:

(a) Δ U I > Δ U I I ,   W I >   W I I   ,   Q I <   Q I I

(b) Δ U I = Δ U I I   ,   W I = W I I   ,   Q I = Q I I

(c) Δ U I = Δ U I I   ,   W I   >   W I I   ,   Q I   >   Q I I

(d) Δ U I   >   Δ U I I   ,   W I   <   W I I   ,   Q I   >   Q I I

(e) Δ U I   <   Δ U I I   ,   W I   <   W I I   ,   Q I = Q I I

Resolução
32.

Três amostras de gás apresentam a mesma temperatura, que é de aproximadamente 20 ° C , e exatamente a mesma massa, 280   g .

A amostra I é de oxigênio, gás diatômico com massa molar igual a 32 .

A amostra I I é de nitrogênio, gás diatômico com massa molar igual a 28 .

A amostra I I I é de neônio, gás monoatômico com massa molar igual a 20 .

Ordena as amostras I , I I e I I I em ordem crescente de:

a Energia cinética média de translação por molécula.

b V R M S da moléculas.

c Energia cinética te transição total das moléculas do gás.

d Energia térmica total do gás.

e A amostra I I é colocada em contato térmico com a amostra I I I . Ocorre troca de calor entre as amostras? Se sim, em qual sentido?

Observação: Justifique cada resposta. Trate o termo “molécula” como “átomo”, quando aplicado ao neônio.

Resolução
33.

Quando um gás ideal se expande a pressão constante, a energia cinética translacional média das moléculas do gás

( A )  aumenta.

( B )  diminui.

( C )  não se altera. ( D )  pode tanto aumentar quanto diminuir, dependendo se o processo é adiabático ou não. ( E )  pode ou não se alterar, mas não há informação suficiente no problema.​

Resolução
34.

Durante uma expansão adiabática a temperatura de 0,450   m o l de um gás ideal monoatômico cai de 50,0   ° C para 10,0   ° C . Qual é a variação da energia interna do gás?

( a )   - 224   J

( b )   - 93,5   J

( c )   - 62,3   J

( d )   - 529,8   J

( e )   + 224   J

( f )   + 93,5   J

( g )   + 62,3   J

( h )   + 529,8   J

Resolução

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