Resolvidas termodinamica

EXERCICIOS DE REVISÃO

Questões resolvidas de vestibulares de Termodinâmica
Questões resolvidas de vestibulares sobre 1ª e 2ª Lei da Termodinâmica, Energia Interna, Ciclo de Cannot e trabalho de um gás

1) Ao receber uma quantidade de calor Q=50J, um gás realiza um trabalho igual a 12J, sabendo que a Energia interna do sistema antes de receber calor era U=100J, qual será esta energia após o recebimento?

Solução:

2) Qual o rendimento de uma máquina térmica que retira de uma fonte quente 200 cal e passa para uma fonte fria 50 cal.

Solução:

Sabemos que:

h = 1 - Q2 / Q1 Logo,

h = 1 – 50 / 200 è h = 1 – 0,25 = 0,75 = 75%

3) O rendimento de uma máquina térmica de Carnot é de 25% e a fonte fria é a própria atmosfera a 27°C. Determinar a temperatura da fonte quente.

Solução:

Como Q2 / Q1 = T2 / T1 , podemos calcular h = 1 - T2 / T1

Logo, h = 1 - 300 / T1 ou seja, 0,25 = 1 - 300 / T1

300 / T1 = 1 – 0,25 = 0,75 è T1 = 300 / 0,75 = 30000 / 75 = 400 K
Convertendo para Celsius, 400 K = 400 – 273 = 127°C

4) Uma máquina térmica recebe de uma fonte quente 100 cal e transfere para uma fonte fria 70 cal. Qual o rendimento desta máquina ?

Solução:

Sabemos que : h = 1 - Q2 / Q1

Então,

h = 1 – 70 / 100 è h = 1 - 0,7 = 0,3 = 30%

5) Uma máquina térmica de Carnot recebe de uma fonte quente 1000 cal por ciclo. Sendo as temperaturas das fontes quente e fria, respectivamente, 127 °C e 427 °C, determinar
a) o rendimento da máquina
b) o trabalho, em joules, realizado pela máquina em cada ciclo
c) a quantidade de calor, em joules, rejeitada para a fonte fria
Usar como equivalência 1 cal = 4,2 J

Solução:

Convertendo as medidas, temos:

T1 = 427 + 273 = 700 K
T2 = 127 + 273 = 400 K
Q1 = 1000 cal= 1000 . 4,2 = 4200 J

a) cálculo do rendimento Como Q2 / Q1 = T2 / T1 , podemos calcular h = 1 - T2 / T1