Exercícios de termodinamica

1 - Qual a energia interna de 1,5 mols de um gás perfeito na temperatura de 20°C? Considere R=8,31 J/mol. Primeiramente deve-se converter a temperatura da escala Celsius para Kelvin:

A partir daí basta aplicar os dados na equação da energia interna:

2. Qual a energia interna de 3m³ de gás ideal sob pressão de 0,5atm?
Neste caso devemos usar a equação da energia interna juntamente com a equação de Clapeyron, assim:

3 - Em uma máquina térmica são fornecidos 3kJ de calor pela fonte quente para o início do ciclo e 780J passam para a fonte fria. Qual o trabalho realizado pela máquina, se considerarmos que toda a energia que não é transformada em calor passa a realizar trabalho?
A segunda lei da termodinâmica enuncia que:

Então, substituindo os valores na equação, temos:

4 - Qual o rendimento da máquina térmica do exercício anterior?
Sendo o rendimento de uma máquina térmica dado por:

Substituindo os valores na equação:

Ou, em percentual:

5 - Uma máquina que opera em ciclo de Carnot tem a temperatura de sua fonte quente igual a 330°C e fonte fria à 10°C. Qual é o rendimento dessa máquina? Solução:
Sendo o rendimento de uma máquina térmica que opera em ciclo de Carnot dado por:

onde:
T1= temperatura da fonte quente;
T2= temperatura da fonte fria. Mas as temperaturas utilizadas devem estar em escala absoluta, logo, devemos convertê-las. Assim:

Aplicando estes valores na equação do rendimento, obtemos:

6 - Em um processo a pressão constante de 2,0 .105 N/m², um gás aumenta seu volume de 8.10-6 m3 para 13.10-6 m3.Calcule o trabalho realizado pelo gás

7 - Um gás sofre uma transformação isobárica sob pressão de 1 000 N/m2. Determine o trabalho realizado sobre o gás, quando o volume passa de 8 000 cm3 para de 3 000 cm3.

8 - Dentro de uma sala com ar condicionado, a temperatura média é de 17 ºC. No corredor ao lado da sala, a temperatura média é 27 ºC. Tanto a sala quanto o corredor estão a mesma pressão.
Sabe-se que num gás, a energia