Termodinâmica

 

Um mol de um gás ideal sofre uma transformação isobárica, sob pressão p, passando do volume V ao volume 2V. Calcule a quantidade de calor absorvida pelo gás.

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Um gás perfeito tem um volume inicial de 3,0 litros. Expande-se isotermicamente a 300 kelvins até que seu volume dobre. Se a expansão tivesse ocorrido a 600 kelvins, qual a relação entre os trabalhos realizados pelo gás?

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Um gás sofre uma transformação, cujo gráfico p = f (T) é apresentado. Sendo a constante universal dos gases perfeitos R = 8,31 J/mol.K, o número de mols do gás n = 5, o calor molar do gás a volume constante CV = 5 cal/mol.K e 1 cal = 4,18 J. Determine:
a) A transformação sofrida pelo gás;
b) O volume do gás durante o processo;
c) A quantidade de calor que o gás recebe durante a transformação;
d) A variação da energia interna do gás nessa transformação.

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Gráfico de pressão versus temperatura
 

Um fio de arame está preso a uma parede numa de suas extremidades e ao solo na outra, é mantido tenso de modo a formar um ângulo de 60° com a vertical. Um anel de massa 200 g pode deslizar ao longo desse fio. A partir do repouso o anel se desloca por 10 m atingindo a velocidade de 5 m/s. Calcular o calor produzido pelo atrito entre o anel e o fio nesse deslocamento. Adote a aceleração da gravidade local igual a 10 m/s2 e o equivalente mecânico do calor como sendo 1 cal = 4,18 J.

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Calcular, em calorias, o trabalho necessário para vencer a pressão atmosférica de uma atmosfera durante a solidificação de 10 kg de água a 0° C. A massa específica do gelo é 0,917 g/cm3 a 0° C e a da água é 1 g/cm3. Adote o equivalente mecânico do calor como sendo 1 cal = 4,18 J.

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Um cilindro possui um êmbolo móvel, no seu interior está encerrado 1 g de hidrogênio. O cilindro é aquecido sob pressão constante de 0° C a 100° C. Calcular o trabalho da dilatação para mover o êmbolo. Dada a massa molecular do hidrogênio igual a 2 e a Constante Universal dos Gases Perfeitos R = 8,32 J/mol.K.

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Um gás perfeito ocupa inicialmente um volume V1, sob pressão p1 e a temperatura T1. Submete-se esse gás a uma expansão adiabática no fim da qual o gás ocupa um volume V2 nove vezes maior que o volume inicial, sob pressão p2 e a temperatura T2. Dada a relação Cp/Cv igual a 1,5, calcular as relações p1/p2 e T1/T2.

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Um motor Diesel aciona uma bomba hidráulica capaz de elevar 300 litros de água por minuto a uma altura de 30 m. O rendimento do motor é de 36% e da bomba de 820. Se este sistema funcionar por 5 horas, calcular:
a) A energia total absorvida pelo sistema;
b) A potência do motor e da bomba em cavalos-vapor (1 cv = 735,5 W).

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