{"id":5463,"date":"2020-10-19T03:45:06","date_gmt":"2020-10-19T03:45:06","guid":{"rendered":"http:\/\/fisicaevestibular.com.br\/novo\/?page_id=5463"},"modified":"2024-07-02T13:50:19","modified_gmt":"2024-07-02T13:50:19","slug":"termodinamica-2020","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/fisicaevestibular.com.br\/novo\/vestibulares-recentes\/fisica-termica\/termodinamica-2020\/","title":{"rendered":"Termodin\u00e2mica – 2020"},"content":{"rendered":"

Vestibulares recentes \u2013 F\u00edsica T\u00e9rmica
\n<\/span><\/span><\/span><\/h3>\n

Termodin\u00e2mica<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Transforma\u00e7\u00f5es gasosas<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

01-<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b>(<\/b><\/span><\/span><\/span>IFG<\/b><\/span><\/span><\/span> – <\/b><\/span><\/span><\/span>Instituto Federal de Educa\u00e7\u00e3o, Ci\u00eancia e Tecnologia de Goi\u00e1s<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0\u2013 2020)<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

A charge aborda as mudan\u00e7as de estados f\u00edsicos pelas quais a \u00e1gua passa.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Essas mudan\u00e7as s\u00e3o muito importantes para o ciclo da \u00e1gua. A respeito desses processos, podemos afirmar que: <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

a) <\/b><\/span><\/span><\/span>No terceiro quadrinho observa-se o fen\u00f4meno de sublima\u00e7\u00e3o, no qual a \u00e1gua passa da fase l\u00edquida para a fase gasosa, formando as nuvens. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

b) <\/b><\/span><\/span><\/span>Durante o processo de solidifica\u00e7\u00e3o, as mol\u00e9culas de \u00e1gua se afastam umas das outras, fazendo com que o gelo tenha maior densidade que a \u00e1gua no estado l\u00edquido. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

c) <\/b><\/span><\/span><\/span>O derretimento de geleiras, causado pelo aquecimento global, tem afetado o equil\u00edbrio do planeta, comprometendo a sobreviv\u00eancia dos ursos polares<\/b><\/span><\/span><\/span>. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

d) <\/b><\/span><\/span><\/span>Durante o processo de condensa\u00e7\u00e3o, a \u00e1gua passa do estado s\u00f3lido para o l\u00edquido. Nesse estado, a \u00e1gua assume a forma do objeto que a cont\u00e9m.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

a) Falsa<\/b><\/span><\/span><\/span> – <\/b><\/span><\/span><\/span>A\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>sublima\u00e7\u00e3o<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0\u00e9 a mudan\u00e7a do estado s\u00f3lido para o estado gasoso, sem passar pelo estado l\u00edquido.\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

b) Falsa \u2013<\/b><\/span><\/span><\/span> o <\/b><\/span><\/span><\/span>gelo tenha menor densidade que a \u00e1gua no estado l\u00edquido, por isso, flutua.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

c) Correta<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

d) Falsa –<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b>Condensa\u00e7\u00e3o<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0\u00e9 uma das fases em que ocorre a transforma\u00e7\u00e3o da mat\u00e9ria, do estado gasoso para o estado l\u00edquido<\/b><\/span><\/span><\/span>.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

R- C<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

02-<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b>(<\/b><\/span><\/span><\/span>Universidade Federal de Lavras \u2013<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>UFLA<\/b><\/span><\/span><\/span> \u2013 MG \u2013 2020)<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Uma panela de press\u00e3o \u00e9 um utens\u00edlio dom\u00e9stico utilizado para o cozimento dos alimentos em altas temperaturas. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Ela \u00e9 composta por uma tampa que veda parcialmente o seu interior, impedindo o escapamento de vapor.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Ao fornecer calor \u00e0 \u00e1gua em seu interior, o ar aprisionado aquece-se, provocando um aumento da press\u00e3o interna da panela, o que consequentemente eleva a temperatura de ebuli\u00e7\u00e3o da \u00e1gua. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

O resultado disso \u00e9 que a \u00e1gua ferve a uma temperatura acima de 100\u00b0C, tornando o cozimento de alimentos mais r\u00e1pido. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Considerando o vapor de \u00e1gua dentro da panela como se fosse um g\u00e1s ideal, o gr\u00e1fico que relaciona duas das grandezas f\u00edsicas envolvidas no processo at\u00e9 a ebuli\u00e7\u00e3o da \u00e1gua \u00e9 o apresentado na alternativa:<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Transforma\u00e7\u00e3o isoc\u00f3rica, isom\u00e9trica ou isovolum\u00e9trica<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Nessa\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>transforma\u00e7\u00e3o o volume \u00e9 mantido constante<\/b><\/span><\/span><\/span>.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Os f\u00edsicos\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>Jacques Charles e Gay-Lussac descobriram experimentalmente que<\/b><\/span><\/span><\/span>,\u00a0numa\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>transforma\u00e7\u00e3o isoc\u00f3rica, a press\u00e3o (P) \u00e9 diretamente proporcional \u00e0 temperatura absoluta (T),\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>ou seja:<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Veja o gr\u00e1fico PxT \u00e0 direita acima.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

R- A<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

03-<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b>(Faculdade de Medicina do ABC \u2013 FMABC \u2013 SP \u2013 2020)<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

O <\/b><\/span><\/span><\/span>pneu de um autom\u00f3vel foi calibrado \u00e0 temperatura ambiente, <\/b><\/span><\/span><\/span>mas<\/b><\/span><\/span><\/span>, depois de trafegar durante certo tempo, a temperatura do ar no interior do pneu aumentou. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Considerando que o ar se comporte como um g\u00e1s ideal, que n\u00e3o houve vazamento de ar do pneu <\/b><\/span><\/span><\/span>e<\/b><\/span><\/span><\/span> que o volume do pneu n\u00e3o variou, pode-se afirmar, sobre o ar no interior do pneu, <\/b><\/span><\/span><\/span>que<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

(A) <\/b><\/span><\/span><\/span>sua press\u00e3o aumentou e sua densidade diminuiu. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

(B) <\/b><\/span><\/span><\/span>sua press\u00e3o aumentou e sua densidade n\u00e3o variou. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

(C) <\/b><\/span><\/span><\/span>sua press\u00e3o diminuiu e sua densidade n\u00e3o variou. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

(D) <\/b><\/span><\/span><\/span>sua press\u00e3o aumentou e sua densidade tamb\u00e9m aumentou. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

(E) <\/b><\/span><\/span><\/span>sua press\u00e3o diminuiu e sua densidade tamb\u00e9m diminuiu. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Transforma\u00e7\u00e3o isoc\u00f3rica, isom\u00e9trica ou isovolum\u00e9trica<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Como nessa transforma\u00e7\u00e3o a press\u00e3o \u00e9 diretamente proporcional \u00e0 temperatura, se a temperatura aumenta, a press\u00e3o interna do pneu tamb\u00e9m aumentar\u00e1.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Sendo a densidade do ar no interior do pneu densidade = <\/b><\/span><\/span><\/span> e sendo a massa de ar a mesma, e o volume o mesmo, a densidade do ar tamb\u00e9m ser\u00e1 a mesma.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

R- B<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

04-<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b>(ESCOLA T\u00c9CNICA ESTADUAL \u2013 ETEC \u2013 SP \u2013 2020)<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Durante uma rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica realizada em meio aquoso, observa-se a varia\u00e7\u00e3o da temperatura do sistema de 22 \u00baC para 28 \u00baC<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Conclui-se, corretamente, que se trata de uma rea\u00e7\u00e3o <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

(A) <\/b><\/span><\/span><\/span>exot\u00e9rmica, pois cedeu calor para o sistema. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

(B) <\/b><\/span><\/span><\/span>exot\u00e9rmica, pois absorveu calor do sistema. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

(C) <\/b><\/span><\/span><\/span>endot\u00e9rmica, pois cedeu calor para o sistema. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

(D) <\/b><\/span><\/span><\/span>endot\u00e9rmica, pois absorveu calor do sistema. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

(E) <\/b><\/span><\/span><\/span>isot\u00e9rmica, pois n\u00e3o houve troca de energia.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Todas as\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0e bioqu\u00edmicas liberam ou absorvem energia do ambiente de alguma forma.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Os <\/b><\/span><\/span><\/span>processos que liberam calor s\u00e3o denominados\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>exot\u00e9rmicos<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0e nos transmitem sensa\u00e7\u00e3o de aquecimento. A <\/b><\/span><\/span><\/span>temperatura final dos produtos \u00e9 maior que a temperatura inicial dos reagentes.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Os <\/b><\/span><\/span><\/span>processos que absorvem calor s\u00e3o denominados\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>endot\u00e9rmicos<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>e nos transmitem sensa\u00e7\u00e3o de resfriamento.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

A <\/b><\/span><\/span><\/span>temperatura dos produtos finais \u00e9 menor que a dos reagentes.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

R- A<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

05-<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b>(FPS-Faculdade Pernambucana de Sa\u00fade-PE-2020)<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Um mol de <\/b><\/span><\/span><\/span>um g\u00e1s monoat\u00f4mico ideal sofre a transforma\u00e7\u00e3o mostrada no diagrama P-V abaixo. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Determine a rela\u00e7\u00e3o entre as temperaturas nos estados A e C.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

A) <\/b><\/span><\/span><\/span>T<\/b><\/span><\/span><\/span>A<\/b><\/span><\/span><\/sub><\/span> = 0,5.T<\/b><\/span><\/span><\/span>C<\/b><\/span><\/span><\/sub><\/span><\/p>\n

B) <\/b><\/span><\/span><\/span>T<\/b><\/span><\/span><\/span>A<\/b><\/span><\/span><\/sub><\/span> = 1,0.T<\/b><\/span><\/span><\/span>C<\/b><\/span><\/span><\/sub><\/span><\/p>\n

C) <\/b><\/span><\/span><\/span>T<\/b><\/span><\/span><\/span>A<\/b><\/span><\/span><\/sub><\/span> = 1,5.T<\/b><\/span><\/span><\/span>C<\/b><\/span><\/span><\/sub><\/span><\/p>\n

D) <\/b><\/span><\/span><\/span>T<\/b><\/span><\/span><\/span>A<\/b><\/span><\/span><\/sub><\/span> = 2,0.T<\/b><\/span><\/span><\/span>C<\/b><\/span><\/span><\/sub><\/span><\/p>\n

E) <\/b><\/span><\/span><\/span>T<\/b><\/span><\/span><\/span>A<\/b><\/span><\/span><\/sub><\/span> = 2,5.T<\/b><\/span><\/span><\/span>C<\/b><\/span><\/span><\/sub><\/span><\/p>\n

Equa\u00e7\u00e3o geral dos gases perfeitos<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

\u00c0 equa\u00e7\u00e3o acima se d\u00e1 o nome de lei geral dos gases perfeitos e voc\u00ea deve utiliza-la quando houver varia\u00e7\u00e3o de press\u00e3o, volume e temperatura simultaneamente, mantendo-se constante a massa.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

R- D<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

06-<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b>(Instituto Federal de Educa\u00e7\u00e3o, Ci\u00eancia e Tecnologia Fluminense<\/b><\/span><\/span><\/span> \u2013 IFF \u2013 2020)<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Maria est\u00e1 fazendo uma experi\u00eancia com um g\u00e1s ideal.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

O <\/b><\/span><\/span><\/span>g\u00e1s est\u00e1 confinado em um recipiente e, inicialmente, sua temperatura, press\u00e3o e volume s\u00e3o, respectivamente,. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Ela ent\u00e3o realiza dois processos com o g\u00e1s. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Primeiro, ela o comprime at\u00e9 que seu volume e sua press\u00e3o tenham a metade do valor inicial.<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b><\/p>\n

No segundo processo, ela expande o g\u00e1s at\u00e9 o volume inicial , mantendo a temperatura constante durante a expans\u00e3o. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Depois desses processos, qual valor Maria encontrar\u00e1 ao medir a press\u00e3o do g\u00e1s?<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b><\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

R- A<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

 <\/p>\n

Princ\u00edpios da Termodin\u00e2mica<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

07-<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b>(Faculdade de Ci\u00eancias M\u00e9dicas da Santa Casa de S\u00e3o Paulo \u2013 SP \u2013 2020)<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

O diagrama P \u00d7 V mostra as transforma\u00e7\u00f5es isot\u00e9rmica (AB), isovolum\u00e9trica (BC) e isob\u00e1rica (CD) sofridas por certa massa de g\u00e1s ideal.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

A energia interna do g\u00e1s diminuiu <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

(A) <\/b><\/span><\/span><\/span>apenas nas transforma\u00e7\u00f5es AB e BC. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

(B) <\/b><\/span><\/span><\/span>apenas nas transforma\u00e7\u00f5es BC e CD. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

(C) <\/b><\/span><\/span><\/span>apenas na transforma\u00e7\u00e3o CD. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

(D) <\/b><\/span><\/span><\/span>apenas na transforma\u00e7\u00e3o AB. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

(E) <\/b><\/span><\/span><\/span>em todas as transforma\u00e7\u00f5es<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

S<\/b><\/span><\/span><\/span>e voc\u00ea n\u00e3o domina a teoria, ela est\u00e1 a seguir:<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Primeiro princ\u00edpio da termodin\u00e2mica aplicado numa\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>transforma\u00e7\u00e3o Isot\u00e9rmica<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Primeiro princ\u00edpio da termodin\u00e2mica aplicado numa\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>transforma\u00e7\u00e3o Isob\u00e1rica<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Primeiro princ\u00edpio da termodin\u00e2mica aplicado numa\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>transforma\u00e7\u00e3o Isoc\u00f3rica, Isom\u00e9trica ou Isovolum\u00e9trica<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

R- B<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

08-<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b>(UDESC – Universidade do Estado de Santa Catarina\u00a0\u2013 2020)<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Considere a Figura abaixo que descreve os ciclos termodin\u00e2micos ABCD e ACD.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Analise as proposi\u00e7\u00f5es em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 Figura.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

I.<\/b><\/span><\/span><\/span> O trabalho realizado sobre o sistema para ir de A a D \u00e9 igual a percorrer o ciclo pelos caminhos ABCD e ACD.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

II.<\/b><\/span><\/span><\/span> A varia\u00e7\u00e3o da energia interna entre B e C e entre D e A \u00e9 dada somente por troca de calor entre o sistema e o seu entorno.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

III.<\/b><\/span><\/span><\/span> Em qualquer ciclo fechado, conforme mostra a Figura 5, o calor total \u00e9 igual ao trabalho total ao longo do ciclo.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

IV.<\/b><\/span><\/span><\/span> O ciclo ABCD \u00e9 composto por duas transforma\u00e7\u00f5es isob\u00e1ricas e duas isoc\u00f3ricas.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

V.<\/b><\/span><\/span><\/span> O trabalho para ir de A a B pode ser calculado pela \u00e1rea delimitada por ABCD.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Assinale a alternativa <\/b><\/span><\/span><\/span>correta<\/b><\/span><\/span><\/span>.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

A. <\/b><\/span><\/span><\/span>( ) Somente as afirmativas I, II e III s\u00e3o verdadeiras.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

B. <\/b><\/span><\/span><\/span>( ) Somente as afirmativas I, III e V s\u00e3o verdadeiras.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

C. <\/b><\/span><\/span><\/span>( ) Somente as afirmativas I, III e IV s\u00e3o verdadeiras.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

D. <\/b><\/span><\/span><\/span>( ) Somente as afirmativas II, IV e V s\u00e3o verdadeiras.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

E. <\/b><\/span><\/span><\/span>( ) Somente as afirmativas II, III e IV s\u00e3o verdadeiras.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

I. Falsa<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Principais caracter\u00edsticas da transforma\u00e7\u00e3o c\u00edclica<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Veja que as \u00e1reas dos ciclos ABCDA (A<\/b><\/span><\/span><\/span>1<\/b><\/span><\/span><\/sub><\/span>) e ACDA (A<\/b><\/span><\/span><\/span>2<\/b><\/span><\/span><\/sub><\/span>) s\u00e3o diferentes e consequentemente o trabalho<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

realizado em cada ciclo tamb\u00e9m \u00e9 diferente.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

II. Correta<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Nesses dois trechos BC e DA a transforma\u00e7\u00e3o \u00e9 isovolum\u00e9trica (volume constante) cujas caracter\u00edsticas est\u00e3o a seguir.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Primeiro princ\u00edpio da termodin\u00e2mica aplicado numa\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>transforma\u00e7\u00e3o Isoc\u00f3rica, Isom\u00e9trica ou Isovolum\u00e9trica<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

III. Correta<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

IV. Correta<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

AB e CD isob\u00e1ricas<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

BD e CA isoc\u00f3ricas (isom\u00e9tricas ou isovolum\u00e9tricas)<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

V. Falsa<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

\u00c9 calculado pela \u00e1rea A da figura abaixo e n\u00e3o pela \u00e1rea do ciclo<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

R- E<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

09-<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b>(Universidade Estadual do Oeste do Paran\u00e1\u00a0\u2013 UNIOESTE \u2013 2020)<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

O <\/span><\/span><\/span>segundo princ\u00edpio da Termodin\u00e2mica assegura que \u00e9 imposs\u00edvel construir uma m\u00e1\u00adquina t\u00e9rmica<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

operando em ciclos cujo \u00fanico efeito seja retirar calor de uma fonte e convert\u00ea-lo integralmente em trabalho. <\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Considerando as consequ\u00eancias deste princ\u00edpio \u00e9 CORRETO afirmar que: <\/span><\/span><\/span><\/p>\n

a) <\/span><\/span><\/span>m\u00e1quinas t\u00e9rmicas s\u00e3o dispositivos que convertem energia mec\u00e2nica em energia t\u00e9rmica por meio da realiza\u00e7\u00e3o de trabalho e consumo de calor. <\/span><\/span><\/span><\/p>\n

b) <\/span><\/span><\/span>o rendimento de uma m\u00e1quina t\u00e9rmica ser\u00e1 de 100% quando o calor retirado da fonte em cada ciclo de opera\u00e7\u00e3o da m\u00e1quina for nulo. <\/span><\/span><\/span><\/p>\n

c) <\/span><\/span><\/span>o rendimento de uma m\u00e1quina t\u00e9rmica nunca pode chegar a 100%, pois nenhuma m\u00e1qui\u00adna t\u00e9rmica consegue transformar integralmente calor em trabalho. <\/span><\/span><\/span><\/p>\n

d) <\/span><\/span><\/span>qualquer m\u00e1quina t\u00e9rmica retira calor de uma fonte quente e rejeita integralmente esse calor para uma fonte fria ap\u00f3s realizar um trabalho mec\u00e2nico. <\/span><\/span><\/span><\/p>\n

e) <\/span><\/span><\/span>uma m\u00e1quina t\u00e9rmica que realiza uma transforma\u00e7\u00e3o c\u00edclica retornando ao estado ini\u00adcial, depois de efetuar todos os processos termodin\u00e2micos do ciclo, tem rendimento de 100%. <\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Segundo Princ\u00edpio da Termodin\u00e2mica<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

\u00a0Pode-se\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>definir o Segundo Princ\u00edpio da Termodin\u00e2mica\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>da seguinte maneira:\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u201c\u00c9 imposs\u00edvel obter uma m\u00e1quina t\u00e9rmica que, operando em ciclos, seja capaz de transformar totalmente o calor por ela recebido em trabalho\u201d<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

\u00c9\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>imposs\u00edvel transformar calor de uma fonte quente (Q<\/b><\/span><\/span><\/span>q<\/b><\/span><\/span><\/sub><\/span>) em energia \u00fatil (trabalho W) sem que ocorra perdas para a fonte fria Q<\/b><\/span><\/span><\/span>f<\/b><\/span><\/span><\/sub><\/span>).<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Voc\u00ea pode\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>reduzir essas perdas, por exemplo, diminuindo os atritos, mas nunca elimin\u00e1-las totalmente.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Se voc\u00ea\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>conhecer o quanto de trabalho (W)\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>a m\u00e1quina t\u00e9rmica produz e o\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>quanto de calor (Q) foi fornecido pela fonte quente<\/b><\/span><\/span><\/span>, voc\u00ea pode\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>calcular o rendimento (\u03b7)\u00a0de uma m\u00e1quina t\u00e9rmica.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Rendimento (\u03b7)\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>de uma m\u00e1quina t\u00e9rmica\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u03b7\u00a0=\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Observe na express\u00e3o acima que a efici\u00eancia (rendimento) da m\u00e1quina t\u00e9rmica \u00e9 sempre menor do que 1 (100%)<\/b><\/span><\/span><\/span>.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

R- C<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

10-<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b>(Faculdade de Medicina de Jundia\u00ed – FMJ \u2013SP \u2013 2020)<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

O diagrama press\u00e3o versus volume mostra a transforma\u00e7\u00e3o c\u00edclica ABCDA pela qual passa certa massa de g\u00e1s ideal.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Em um ciclo, a varia\u00e7\u00e3o da energia interna do g\u00e1s \u00e9 igual a <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Transforma\u00e7\u00e3o c\u00edclica<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

\u00a0Consiste numa\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>s\u00e9rie de transforma\u00e7\u00f5es gasosas na qual o estado inicial coincide com o estado final, com o g\u00e1s retornando \u00e0 mesma press\u00e3o, volume e temperatura iniciais.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Toda transforma\u00e7\u00e3o c\u00edclica deve obedecer \u00e0 seguinte condi\u00e7\u00e3o:<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

\u00a0<\/span>Como\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>as temperaturas final e inicial s\u00e3o coincidentes (T<\/b><\/span><\/span><\/span>i<\/b><\/span><\/span><\/sub><\/span>\u00a0= T<\/b><\/span><\/span><\/span>f<\/b><\/span><\/span><\/sub><\/span>),\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>a\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>varia\u00e7\u00e3o de energia interna (\u0394U)\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00e9\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>nula\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0\u00a0\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u0394U = 0.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

R- C<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

11-<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b>(CEDERJ \u2013 RJ \u2013 meio do ano \u2013 019\/029)<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Uma <\/b><\/span><\/span><\/span>amostra de g\u00e1s ideal est\u00e1 contida em um cilindro met\u00e1lico<\/b><\/span><\/span><\/span> que <\/b><\/span><\/span><\/span>est\u00e1 imerso em uma grande quantidade de \u00e1gua a temperatura constante.<\/b><\/span><\/span><\/span> O <\/b><\/span><\/span><\/span>g\u00e1s \u00e9 comprimido lenta\u00admente numa transforma\u00e7\u00e3o isot\u00e9rmica. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

A <\/b><\/span><\/span><\/span>varia\u00e7\u00e3o da ener\u00adgia interna do g\u00e1s (\u0394U) e o trabalho W realizado pelo g\u00e1s nesse processo s\u00e3o: <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

(A) <\/b><\/span><\/span><\/span><\/span>\u0394<\/b><\/span><\/span><\/span>U = 0; W > 0 <\/b><\/span><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

(B) <\/b><\/span><\/span><\/span><\/span>\u0394<\/b><\/span><\/span><\/span>U = 0; W < 0 <\/b><\/span><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

(C) <\/b><\/span><\/span><\/span><\/span>\u0394<\/b><\/span><\/span><\/span>U > 0; W > 0 <\/b><\/span><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

(D) <\/b><\/span><\/span><\/span>\u0394U < 0; W < 0 <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Transforma\u00e7\u00e3o isot\u00e9rmica<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

\u00a0<\/span><\/p>\n

Como a\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>temperatura (T) e a energia interna (U) de um sistema\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>est\u00e3o associadas \u00e0\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>energia cin\u00e9tica das mol\u00e9culas,\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>se a\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>temperatura for constante (transforma\u00e7\u00e3o isot\u00e9rmica), a energia interna (U) do sistema tamb\u00e9m ser\u00e1 constante.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Assim, a\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>varia\u00e7\u00e3o de energia interna (\u0394U) do sistema ser\u00e1 nula.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Transforma\u00e7\u00e3o isot\u00e9rmica\u00a0\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u0394U = 0\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0 \u0394U = Q \u2013 W\u00a0\u00a0\u00a0 0 = Q \u2013 W\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>Q = W.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Q = W<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0\u00a0Portanto, numa\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>transforma\u00e7\u00e3o isot\u00e9rmica\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>(temperatura constante)\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>todo calor Q recebido pelo sistema \u00e9 totalmente transformado em trabalho.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

\u00a0<\/span><\/p>\n

Como o <\/b><\/span><\/span><\/span>g\u00e1s \u00e9 comprimido <\/b><\/span><\/span><\/span>o <\/b><\/span><\/span><\/span>trabalho realizado \u00e9 negativo. (W < 0).<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

R- B<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

12-<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b>(CEDERJ-RJ-2020)<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Considere um tubo vertical fechado na extremidade inferior que aprisiona um g\u00e1s ideal em seu interior por meio de um leve \u00eambolo situado na extremidade oposta.<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b><\/p>\n

Lentamente, o \u00eambolo \u00e9 pressionado at\u00e9 que o volume do g\u00e1s se reduz \u00e0 metade. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Considere duas formas de fazer isso. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

No processo I, o tubo \u00e9 mantido em contato t\u00e9rmico com um grande recipiente com \u00e1gua.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

No processo II, o tubo \u00e9 isolado termicamente do ambiente. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

As descri\u00e7\u00f5es dos processos I e II e a avalia\u00e7\u00e3o das varia\u00e7\u00f5es de energia interna correspondem <\/b><\/span><\/span><\/span>a: <\/b><\/span><\/span><\/span>(A) <\/b><\/span><\/span><\/span>Processo I: compress\u00e3o isot\u00e9rmica; Processo II: compress\u00e3o adiab\u00e1tica; A energia interna do g\u00e1s aumenta nos dois processos. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

(B) <\/b><\/span><\/span><\/span>Processo I: compress\u00e3o adiab\u00e1tica; Processo II: compress\u00e3o isot\u00e9rmica; A energia interna do g\u00e1s aumenta nos dois processos. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

(C) <\/b><\/span><\/span><\/span>Processo I: compress\u00e3o isot\u00e9rmica; Processo II: compress\u00e3o adiab\u00e1tica; A energia interna do g\u00e1s aumenta somente no segundo processo. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

(D) <\/b><\/span><\/span><\/span>Processo I: compress\u00e3o adiab\u00e1tica; Processo II: compress\u00e3o isot\u00e9rmica; A energia t\u00e9rmica do g\u00e1s aumenta somente no segundo processo.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

No processo I sendo grande a quantidade de \u00e1gua a temperatura do g\u00e1s \u00e9 a mesma que a da \u00e1gua (constante) e est\u00e1 sendo comprimido <\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b>trata-se de uma compress\u00e3o isot\u00e9rmica <\/b><\/span><\/span><\/span>(a temperatura constante).<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

No processo II como ele \u00e9 isolado termicamente ele n\u00e3o troca calor com o ambiente <\/b><\/span><\/span><\/span>(transforma\u00e7\u00e3o adiab\u00e1tica) e <\/b><\/span><\/span><\/span>est\u00e1 sendo comprimido <\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b>trata-se de uma compress\u00e3o adiab\u00e1tica.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

A <\/b><\/span><\/span><\/span>energia interna do g\u00e1s est\u00e1 relacionada com a varia\u00e7\u00e3o da temperatura do mesmo e no primeiro processo, como a temperatura \u00e9 constante a energia interna do g\u00e1s permanece constante.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

No <\/b><\/span><\/span><\/span>segundo processo (transforma\u00e7\u00e3o adiab\u00e1tica) a teoria est\u00e1 a seguir:<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Transforma\u00e7\u00e3o adiab\u00e1tica<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

\u00a0Nela, o\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>sistema n\u00e3o troca calor com o meio externo (Q = 0) e isso ocorre porque o g\u00e1s est\u00e1 termicamente isolado ou porque a transforma\u00e7\u00e3o \u00e9 muito r\u00e1pida de modo que qualquer troca de calor com possa ser considerada.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

\u00a0Se Q = 0\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u0394U = Q \u2013 W\u00a0\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0 \u0394U = 0 \u2013 W\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u0394U = \u2013 W.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Ent\u00e3o, todo o trabalho realizado pelo pist\u00e3o \u00e9 transformado em energia interna. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

R- C<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

13-<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b>(FDSBC-SP-2020)<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Um<\/b><\/span><\/span><\/span> motor a combust\u00e3o, movido a etanol, cuja massa espec\u00edfica \u00e9 de 0,789 g\/cm\u00b3 e calor de combust\u00e3o igual a 6 400 kcal\/kg, consome 5 litros a cada 30 minutos de funcionamento em regime constante.<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b><\/p>\n

<\/p>\n

Nessa condi\u00e7\u00e3o, <\/b><\/span><\/span><\/span>ele desenvolve uma pot\u00eancia \u00fatil de 23 565 W. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Determine, em porcentagem, o rendimento aproximado desse motor. Adote 1 cal=4,2J.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

A) <\/b><\/span><\/span><\/span>36 <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

B) <\/b><\/span><\/span><\/span>38 <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

C) <\/b><\/span><\/span><\/span>40 <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

D) <\/b><\/span><\/span><\/span>42<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Regra de tr\u00eas<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

R- C<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

14-<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b>(EsPCEx – AMAN \u2013 SP – RJ \u2013 2020)<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Um g\u00e1s ideal \u00e9 comprimido por um agente externo, ao mesmo tempo em que recebe calor de 300 J de uma fonte t\u00e9rmica.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Sabendo-se que <\/b><\/span><\/span><\/span>o trabalho do agente externo \u00e9 de 600 J, ent\u00e3o a varia\u00e7\u00e3o de energia interna do g\u00e1s <\/b><\/span><\/span><\/span>\u00e9 <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Se voc\u00ea n\u00e3o domina a teoria, veja o resumo a seguir:<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Primeiro Princ\u00edpio da Termodin\u00e2mica ou Princ\u00edpio da Conserva\u00e7\u00e3o da Energia<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Energia interna de um g\u00e1s perfeito<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

\u00a0<\/span>Primeiro Princ\u00edpio da Termodin\u00e2mica ou Princ\u00edpio da Conserva\u00e7\u00e3o da Energia<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Trabalho positivo ou trabalho negativo<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

\u00a0Na express\u00e3o\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>W = P.(V \u2013 Vo)<\/b><\/span><\/span><\/span>, como a\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>press\u00e3o P \u00e9 sempre positiva:<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

\u00a0Se\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>V > Vo<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>W > 0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0\u00a0o\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>sistema (g\u00e1s)<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0em\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>expans\u00e3o realiza trabalho sobre o meio exterior (ambiente).<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

\u00a0Se\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>V < Vo<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>W < 0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0\u00a0\u00a0 o\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>meio exterior (ambiente) realiza trabalho sobre o sistema (g\u00e1s).<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Como o g\u00e1s recebe calor da fonte t\u00e9rmica Q = + 300 J<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Se o g\u00e1s ideal \u00e9 comprimido por um agente externo (volume final menor que volume inicial) o trabalho \u00e9 negativo e <\/b><\/span><\/span><\/span>o\u00a0meio exterior (ambiente) realiza trabalho sobre o sistema (g\u00e1s) W = – 600 J.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

= Q \u2013 W<\/b><\/span><\/span><\/span> = 300 \u2013 (-600) = 300 + 600 <\/b><\/span><\/span><\/span> = 900 J.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

R- A<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

15-<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b>(FUVEST- SP- 2020 \u2013 Segunda Fase)<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

a)<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Transforma\u00e7\u00e3o adiab\u00e1tica<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

Exemplo pr\u00e1tico<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Na\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>figura abaixo,\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>trata-se de uma\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>expans\u00e3o adiab\u00e1tica<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>(muito r\u00e1pida e sem troca de calor com o meio<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

b)\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

16-<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b>(Instituto Federal de Educa\u00e7\u00e3o, Ci\u00eancia e Tecnologia Fluminense<\/b><\/span><\/span><\/span> \u2013 IFF \u2013 2020)<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

A <\/b><\/span><\/span><\/span>figura a seguir representa o ciclo de um motor a combust\u00e3o patenteado por Rudolf Diesel. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Ele \u00e9 composto por dois processos adiab\u00e1ticos, um isovolum\u00e9trico e um isob\u00e1rico.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Qual \u00e9 a efici\u00eancia de um motor constru\u00eddo com esse ciclo em que o m\u00f3dulo do calor trocado no processo isob\u00e1rico \u00e9 de 800 J<\/b><\/span><\/span><\/span> e <\/b><\/span><\/span><\/span>o m\u00f3dulo do calor trocado no processo isovolum\u00e9trico \u00e9 de 300 J? <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Rendimento de uma m\u00e1quina t\u00e9rmica de Carnot<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

<\/p>\n

R – D<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

17-<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b>(Instituto Militar de Engenharia\u00a0\u2013\u00a0IME \u2013\u00a02020)<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Um escrit\u00f3rio de patentes analisa as afirmativas de um inventor que deseja obter os direitos sobre <\/b><\/span><\/span><\/span>tr\u00eas m\u00e1quinas t\u00e9rmicas reais<\/b><\/span><\/span><\/span> que trabalham em um ciclo termodin\u00e2mico. Os dados sobre o <\/b><\/span><\/span><\/span>calor rejeitado para a fonte fria e o trabalho<\/b><\/span><\/span><\/span> produzido pela m\u00e1quina t\u00e9rmica \u2013 <\/b><\/span><\/span><\/span>ambos expressos em Joules<\/b><\/span><\/span><\/span> \u2013 encontram-se na tabela abaixo.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

<\/p>\n

As afirmativas do inventor s\u00e3o: <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Afirmativa 1: <\/b><\/span><\/span><\/span>O rendimento das m\u00e1quinas A e C s\u00e3o os mesmos para quaisquer temperaturas<\/b><\/span><\/span><\/span> de fonte quente e de fonte fria. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Afirmativa 2: <\/b><\/span><\/span><\/span>As m\u00e1quinas A, B e C obedecem \u00e0 Segunda Lei da Termodin\u00e2mica. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Afirmativa 3: Se o <\/b><\/span><\/span><\/span>calor rejeitado nas tr\u00eas situa\u00e7\u00f5es acima for dobrado<\/b><\/span><\/span><\/span> e se for <\/b><\/span><\/span><\/span>mantida a mesma produ\u00e7\u00e3o de trabalho,<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b>a m\u00e1quina B apresentar\u00e1 rendimento superior aos das m\u00e1quinas A e C, <\/b><\/span><\/span><\/span>supondo atendidos os princ\u00edpios da termodin\u00e2mica. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Tomando sempre as <\/b><\/span><\/span><\/span>temperaturas<\/b><\/span><\/span><\/span> dos reservat\u00f3rios das <\/b><\/span><\/span><\/span>fontes quente e fria das m\u00e1quinas<\/b><\/span><\/span><\/span> como <\/b><\/span><\/span><\/span>900 K e 300 K, <\/b><\/span><\/span><\/span>est\u00e1(\u00e3o) correta(s) a(s) afirmativa(s): <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    \n
  1. \n

    (A) 1, apenas. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n<\/li>\n

  2. \n

    (B) 2, apenas. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n<\/li>\n

  3. \n

    (C) 1, 2 e 3. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n<\/li>\n

  4. \n

    (D) 1 e 3, apenas. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n<\/li>\n

  5. \n

    (E) 2 e 3, apenas. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n<\/li>\n<\/ol>\n

    Come\u00e7ando pela afirmativa 1, precisamos nos lembrar de <\/b><\/span><\/span><\/span>como se calcula o rendimento de uma m\u00e1quina t\u00e9rmica:<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    <\/p>\n

    N\u00e3o se esque\u00e7a que o calor da fonte quente \u00e9 a soma do trabalho produzido com o calor da fonte fria (calor rejeitado).<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Por defini\u00e7\u00e3o, e como podemos visualizar nas f\u00f3rmulas, <\/b><\/span><\/span><\/span>o rendimento da m\u00e1quina t\u00e9rmica real n\u00e3o ir\u00e1 depender das temperaturas<\/b><\/span><\/span><\/span>. Portanto, para todas as temperaturas o rendimento ser\u00e1 o mesmo, o qual j\u00e1 foi calculado para a m\u00e1quina A e C. <\/b><\/span><\/span><\/span>Afirmativa 1 \u00e9 verdadeira.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    Para a afirmativa 2 vamos nos lembrar o que a Segunda Lei da Termodin\u00e2mica nos diz:<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    <\/p>\n

    Ou seja, <\/b><\/span><\/span><\/span>n\u00e3o importa a m\u00e1quina t\u00e9rmica, o seu rendimento nunca ser\u00e1 100%. <\/b><\/span><\/span><\/span>Em seus estudos Carnot enunciou que <\/b><\/span><\/span><\/span>nenhuma m\u00e1quina t\u00e9rmica real poderia ter efici\u00eancia maior ou igual ao do Ciclo de Carnot, para assim n\u00e3o violar a segunda lei.<\/b><\/span><\/span><\/span> Vamos calcular a efici\u00eancia desse ciclo ideal:<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    <\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    O rendimento da m\u00e1quina B ainda ser\u00e1 maior que todas as outras, portanto a afirmativa 3 est\u00e1 correta.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    Ap\u00f3s analisar todas as afirmativas conclu\u00edmos que <\/b><\/span><\/span><\/span>a alternativa correta \u00e9 a D.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    18-<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b>(MACKENZIE \u2013 SP \u2013 2020)<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    <\/p>\n

    A <\/b><\/span><\/span><\/span>segunda lei da Termodin\u00e2mica afirma, em sucintas palavras, que n\u00e3o h\u00e1 a possibilidade de converter integralmente calor em trabalho. <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    Esquematicamente, a figura abaixo revela como funciona uma m\u00e1quina t\u00e9rmica.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    <\/span><\/p>\n

    Considerando-se que o trabalho realizado nessa m\u00e1quina valha 1,2 kJ e que a parte energ\u00e9tica rejeitada para a fonte fria valha dois quintos da recebida da fonte quente, \u00e9 correto afirmar que o rendimento da m\u00e1quina retratada na figura e a parte energ\u00e9tica rejeitada (em kJ) valem, respectivamente, <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    a) <\/b><\/span><\/span><\/span>40% e 1,2 <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    b) <\/b><\/span><\/span><\/span>60% e 0,80 <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    c) <\/b><\/span><\/span><\/span>40% e 1,0 <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    d) <\/b><\/span><\/span><\/span>60% e 1,2 <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    e) <\/b><\/span><\/span><\/span>40% e 0,60<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    Rendimento de uma m\u00e1quina t\u00e9rmica de Carnot<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    <\/p>\n

    R- B<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    19-<\/b><\/span><\/span><\/span> <\/b>(PUC \u2013 Rio \u2013 2020)<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    <\/p>\n

    Considere as tr\u00eas afirmativas abaixo, em rela\u00e7\u00e3o a um g\u00e1s ideal.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    I –<\/b><\/span><\/span><\/span> Em uma compress\u00e3o adiab\u00e1tica, a temperatura final do g\u00e1s n\u00e3o pode ser maior do que a inicial, pois nenhum calor \u00e9 trocado com a vizinhan\u00e7a.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    II –<\/b><\/span><\/span><\/span> Em um processo isoc\u00f3rico (isovolum\u00e9trico), nenhum trabalho \u00e9 realizado pelo g\u00e1s.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    III –<\/b><\/span><\/span><\/span> Em um processo isob\u00e1rico, o trabalho realizado pelo g\u00e1s \u00e9 proporcional ao quadrado da varia\u00e7\u00e3o do volume.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    Marque a \u00fanica op\u00e7\u00e3o CORRETA:<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    (A) Somente a afirmativa I \u00e9 verdadeira.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    (B) Somente a afirmativa II \u00e9 verdadeira.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    (C) Somente a afirmativa III \u00e9 verdadeira.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    (D) Somente as afirmativas I e II s\u00e3o verdadeiras.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    (E) Somente as afirmativas I e III s\u00e3o verdadeiras.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    I.<\/b><\/span><\/span><\/span> Falsa<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    <\/p>\n

    \u00a0<\/span>Leia atentamente as informa\u00e7\u00f5es a seguir as aplica\u00e7\u00f5es pr\u00e1ticas de algumas transforma\u00e7\u00f5es adiab\u00e1ticas<\/b><\/span><\/span><\/span>:<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    Na\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>figura da esquerda abaixo<\/b><\/span><\/span><\/span>, ao\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>levantar o pist\u00e3o da bomba de bicicleta,<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0voc\u00ea\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>diminui a press\u00e3o interna o que faz abrir uma v\u00e1lvula localizada abaixo do pist\u00e3o,\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>fazendo o\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>ar externo penetrar no cilindro.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    Ao empurrar\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>o pist\u00e3o para baixo o aumento de press\u00e3o interna fecha automaticamente a v\u00e1lvula de entrada e abre a v\u00e1lvula de sa\u00edda ligada ao pneu for\u00e7ando o ar a penetrar no mesmo<\/b><\/span><\/span><\/span>.\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>Ao levantar o pist\u00e3o novamente voc\u00ea come\u00e7a tudo novamente.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    <\/p>\n

    \u00a0Observe que,\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>cada vez que voc\u00ea bombeia o ar no pneu, a bomba se aquece mais,\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>o que ocorre principalmente porque\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>voc\u00ea est\u00e1 for\u00e7ando as mol\u00e9culas de ar ficar mais pr\u00f3ximas umas das outras<\/b><\/span><\/span><\/span>, fazendo com que esse\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>trabalho de compress\u00e3o do g\u00e1s (negativo) aumente a energia interna (\u0394U), aumentando consequentemente a temperatura do g\u00e1s.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    Isso ocorre porque essa\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>transforma\u00e7\u00e3o \u00e9 adiab\u00e1tica (n\u00e3o troca calor com o ambiente, pois \u00e9 muito r\u00e1pida) e obedece \u00e0 fun\u00e7\u00e3o \u0394U= \u2013 W.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    Na\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>figura da direita (acima),\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>trata-se de uma\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>expans\u00e3o adiab\u00e1tica<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>(muito r\u00e1pida e sem troca de calor com o meio ambiente), onde Q = 0 e \u0394U = Q \u2013 W\u00a0\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0 \u0394U = 0 \u2013 W\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u0394U = \u2013 W\u00a0\u00a0\u00a0 o\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>volume do g\u00e1s aumenta (trabalho positivo) fazendo com que a energia interna (\u0394U) fique negativa e diminua, diminuindo assim, a press\u00e3o e a temperatura e a press\u00e3o, e o g\u00e1s resfria.\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    Leia atentamente as informa\u00e7\u00f5es da figura da esquerda acima (compress\u00e3o) adiab\u00e1tica que, apesar de o g\u00e1s n\u00e3o trocar calor com o ambiente ap\u00f3s a compress\u00e3o a temperatura do g\u00e1s aumenta.\u00a0 <\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    II.<\/b><\/span><\/span><\/span> Correta<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    Transforma\u00e7\u00e3o isoc\u00f3rica, isom\u00e9trica ou isovolum\u00e9trica<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    \u00a0<\/span><\/p>\n

    \u00a0Ocorre a\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>volume constante\u00a0\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>Vo\u00a0= V\u00a0\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0 \u0394V = 0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>W = P.\u0394V\u00a0\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0 W = P.0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>W = 0\u00a0\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u0394U = Q \u2013 W\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0\u0394U = Q \u2013 0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u0394U = Q<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    III.<\/b><\/span><\/span><\/span> Falsa<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    Transforma\u00e7\u00e3o isob\u00e1rica<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    Ocorre \u00e0 press\u00e3o constante.\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>A\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>varia\u00e7\u00e3o de temperatura (\u0394T) provoca uma varia\u00e7\u00e3o de energia interna (\u0394U) do sistema e a varia\u00e7\u00e3o de volume (\u0394V) produz trabalho.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    <\/p>\n

    Parte<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0do calor (Q) recebido pelo sistema\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00e9\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>armazenada sob forma de energia interna\u00a0<\/b><\/span><\/span><\/span>e parte<\/b><\/span><\/span><\/span>\u00a0\u00e9 transformada em trabalho, de modo que \u0394U = Q \u2013 W.<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

    \"Termodin\u00e2mica\"<\/p>\n

    R- B<\/b><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

     <\/p>\n

    Clique aqui para ver sobre o tema!<\/a><\/p>\n

    Confira as v\u00eddeo aulas!<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Vestibulares recentes \u2013 F\u00edsica T\u00e9rmica Termodin\u00e2mica Transforma\u00e7\u00f5es gasosas 01- (IFG – Instituto Federal de Educa\u00e7\u00e3o, Ci\u00eancia e Tecnologia de Goi\u00e1s\u00a0\u2013 2020) A charge aborda as mudan\u00e7as de estados f\u00edsicos pelas quais a \u00e1gua passa. Essas mudan\u00e7as s\u00e3o muito importantes para o ciclo da \u00e1gua. A respeito desses processos, podemos afirmar que: a) No terceiro quadrinho observa-se o fen\u00f4meno de sublima\u00e7\u00e3o,<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"parent":3404,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"om_disable_all_campaigns":false,"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"class_list":["post-5463","page","type-page","status-publish","hentry"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/fisicaevestibular.com.br\/novo\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/5463","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/fisicaevestibular.com.br\/novo\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/fisicaevestibular.com.br\/novo\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fisicaevestibular.com.br\/novo\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fisicaevestibular.com.br\/novo\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=5463"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/fisicaevestibular.com.br\/novo\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/5463\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":9946,"href":"https:\/\/fisicaevestibular.com.br\/novo\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/5463\/revisions\/9946"}],"up":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fisicaevestibular.com.br\/novo\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/3404"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/fisicaevestibular.com.br\/novo\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5463"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}