EXERCÍCIOS DE CALORIMETRIA, TERMODINÂMICA E ONDAS 1. Num calorímetro, com capacidade térmica não desprezível, a 20ºC, misturam-se 100 g de água a 30o C com 300 g de óleo a 60xºC. Atingido o equilíbrio térmico constata-se que a temperatura final é de 40o C. Qual a capacidade térmica do calorímetro? Dados: calor específico da água = 1 cal/g.ºC calor específico do óleo = 0,5 cal/g.ºC 2. Assinale as afirmativas corretas: (a) A passagem de uma substância pura do estado sólido para o estado líquido recebe o nome de liquefação. ( b ) O gelo sofre fusão a 0 ºC sob pressão normal. Logo, sob pressão normal a água se solidifica a 0 ºC. ( c ) Sob mesma pressão a temperatura de ebulição de uma substância pura coincide com a temperatura de condensação dessa substância. ( d ) Um estudante, após tomar um banho quente nota que o espelho do banheiro está recoberto de gotículas de água. A mudança de estado que explica este fato é a fusão. 3. Um bloco de gelo de massa 200 g está a -10ºC. Qual é a quantidade de calor necessária para obtermos água a +10ºC. Considere a pressão normal. Dados: Calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g Calor específico do gelo: 0,50 cal/g.ºC Calor específico da água: 1,0 cal/g.ºC 4. Analise a proposição abaixo, escreva se está certa ou errada e explique sua resposta. "Quando a água é aquecida numa panela de pressão fechada, a temperatura atingida é maior do que 100 ºC pois a pressão no interior da panela é maior do que 1 atm".
5. O gráfico representa uma transformação AB sofrida por um gás perfeito. a) Qual é o tipo de transformação que o gás está sofrendo? b) Determine a temperatura TB.
6. Um gás perfeito sofre uma transformação isobárica e seu volume é reduzido à metade do valor inicial. A temperatura absoluta do gás: ( a ) permanece a mesma menor
( b ) duplica
( c ) triplica
( d ) cai à metade
( e ) fica três vezes
7. Um gás sofre uma transformação A => B conforme indica o diagrama p x V. Calcule o trabalho que o gás troca com o meio exterior.
8. Numa transformação isocórica, uma determinada massa de gás recebe a quantidade de calor igual a 1000 J. Determine, em joules: a) o trabalho que o gás troca com o meio exterior.
b) a variação de energia interna. 9. Numa transformação adiabática, uma determinada massa de gás realiza sobre o meio exterior um trabalho de 500 J. Determine, em calorias: a) a quantidade de calor que o gás troca com o meio exterior. b) a variação de energia interna.
10. Um gás ideal sofre uma transformação: absorve 50 cal de energia na forma de calor e expande-se realizando um trabalho de 300 J. Considerando 1 cal = 4,2 J, qual a variação da energia interna do gás é, em J?
11. É correto afirmar que, durante a expansão isotérmica de uma amostra de gás ideal: (a (b (c (d (e
) a energia cinética média das moléculas do gás aumenta. ) o calor absorvido pelo gás é nulo. ) o trabalho realizado pelo gás é nulo. ) o trabalho realizado pelo gás é igual à variação da sua energia interna. ) o trabalho realizado pelo gás é igual ao calor absorvido pelo mesmo.
12. Quando um sistema termodinâmico vai de um estado A para um estado B sua energia interna aumenta de 200 J. Ao retornar ao estado A o sistema cede 80 J de calor à sua vizinhança e realiza trabalho τ. Qual o valor do trabalho?
13. Uma máquina térmica recebe da fonte quente, em cada ciclo, uma quantidade de calor de 2000 J. Sabendose que o rendimento da máquina é de 10 %, determine: a) o trabalho que a máquina realiza em cada ciclo, em joules. b) a quantidade de calor rejeitada para a fonte fria, em joules.
14. O Segundo Princípio da Termodinâmica pode ser enunciado da seguinte forma: “Nenhuma máquina térmica, operando em ciclo, pode transformar em _______ todo o __________ a ela fornecido”. ( a ) calor - trabalho ( b ) trabalho - calor ( c ) força - calor ( d ) força – impulso ( e ) trabalho – impulso
15. O ciclo de Carnot apresenta o máximo rendimento para uma máquina térmica operando entre duas temperaturas. Sobre ele podemos afirmar: I – É formado por duas transformações adiabáticas alternadas com duas transformações isotérmicas, todas reversíveis; II – A área do ciclo de Carnot é numericamente igual ao trabalho realizado no ciclo; III – As quantidades de calor trocados com as fontes quente e fria são inversamente proporcionais às respectivas temperaturas absolutas das fontes. Assinale a opção que indica o(s) item(ns) correto(s): ( a ) I, II e III ( b ) Somente I e III (c ) Somente II e III (d ) Somente I ( e ) Somente I e II.
16. Você conversa com seu vizinho embora um muro de 2,5 m de altura os separe. Isto é possível devido o fenômeno da: ( a ) reflexão ( d ) superposição de ondas
( b ) refração ( e ) absorção
( c ) difração
17. Um pulso é produzido na extremidade A de uma corda tensa, em duas situações mostradas nas figuras. Na primeira a extremidade B é fixa e na segunda livre. Em cada uma das figuras, indique se há ou não inversão de fase.
18. Uma onda transversal de frequência 1 Hz se desloca em uma corda, conforme diagrama a seguir. Qual a velocidade de deslocamento?
19. Uma estação de rádio transmite suas informações ou números musicais a partir de uma antena que
emite certo tipo de ondas. Essas ondas são: ( a ) de som. ( b ) de ultrassom. ( d ) eletromagnéticas. ( e ) eletrostáticas.
( c ) de raios gama.
20. O som não se propaga no vácuo porque: ( a ) é uma onda longitudinal. ( b ) é uma onda mecânica. ( c ) não é tridimensional. ( d ) é uma onda eletromagnética. ( e ) não é uma onda estacionária.
GABARITO 1. 500 cal/OC 2. b, c 3. 19 kcal 4. Isovolumétrica, pressão e temperatura diretamente proporcionais. 5. a) isobárica b) 900 K 6. d 7. 5 x 104 J 8. a) zero b) 1000 J 9. a) zero b) -125 cal 10. -90 J 11. e
12. -280 cal 13. a) 200 J b) 1800 J 14. b 15. e 16. c 17. Figura 1: Inverte a fase Figura 2: n達o inverte a fase 18. 4 m/s 19. d 20. b