Numa expansão isobárica um gás ideal realiza um trabalho mecânico de

Exercícios de vestibulares com resolução comentada sobre

Trabalho de um gás – Transformação cíclica

01-(UFMS-MS) Sem variar sua massa, um gás ideal sofre uma transformação a volume constante. É correto afirmar que

a) a transformação é isotérmica.                  

b) a transformação é isobárica.                          

c) o gás não realiza trabalho.

d) sua pressão diminuirá,se a temperatura do gás aumentar.

e) a variação de temperatura do gás será a mesma em qualquer escala termométrica.

02-(Uneb-BA) Um gás ideal sofre uma expansão isobárica, variando seu volume de 2 m3até 5 m3. Se o trabalho realizado sobre o gás foi de 30J, a pressão mantida durante a expansão, em N/m2, foi de:

03-(PUCCAMP-SP) O biodiesel resulta da reação química desencadeada por uma mistura de óleo vegetal com álcool de cana.

A utilização do biodiesel etílico como combustível no país permitiria uma redução sensível nas emissões de gases poluentes no ar, bem como uma ampliação da matriz energética brasileira.

O combustível testado foi desenvolvido a partir da transformação química do óleo de soja. É também chamado de B-30 porque é constituído de uma proporção de 30% de biodiesel e 70% de diesel metropolitano. O primeiro diagnóstico divulgado considerou performances dos veículos quanto ao desempenho, durabilidade e consumo.

Um carro-teste consome 4,0 kg de biodiesel para realizar trabalho mecânico. Se a queima de 1 g de biodiesel libera 5,0 .103 cal e o rendimento do motor é de 15%, o trabalho mecânico realizado, em joules, vale, aproximadamente,

Dado: 1 cal = 4,2 joules

05-(UFB) A figura anexa é o gráfico da expansão de um gás perfeito. Pede-se o trabalho realizado pelo gás nas transformações:

a) AB                        b) BC                     c) CD                        e) AD

06–(UNIFESP-SP) O diagrama PV da figura mostra a transição de um sistema termodinâmico de um estado inicial A para o estado final B, segundo três caminhos possíveis.

O caminho pelo qual o gás realiza o menor trabalho e a expressão correspondente são, respectivamente,

07-(UFRRJ-RJ) Um gás ideal sofre as transformações AB, BC, CD e DA, de acordo com o gráfico a seguir.

Através da análise do gráfico, assinale adiante a alternativa correta.

a) Na transformação CD, o trabalho é negativo.                              

b) A transformação AB é isotérmica.

c) Na transformação BC, o trabalho é negativo.                              

d) A transformação DA é isotérmica.

e) Ao completar o ciclo, a energia interna aumenta.

08-(UFRRJ-RJ) Certa massa gasosa, contida num reservatório, sofre uma transformação termodinâmica no trecho AB. O gráfico mostra o comportamento da pressão P, em função do volume V.

O módulo do trabalho realizado pelo gás, na transformação do trecho AB, é de:

a) 400J.                     

b) 800J.                                

c) 40kJ.                             

d) 80kJ.                         

e) 600J.

09-(UFMG-MG) Um gás ideal, em um estado inicial i, pode ser levado a um estado final f por meio dos processos I, II e III, representados neste diagrama de pressão versus volume:

Sejam WI, WII e WIII os módulos dos trabalhos realizados pelo gás nos processos I, II e III, respectivamente.
Com base nessas informações, é correto afirmar que:
a) W­I < WII < WIII                  b) W­I = WII = WIII                    c) W­I = WII > WIII                   d) W­I > WII > WIII.

10-(Uenf-RJ) Um gás perfeito sofre uma transformação que pode ser representada no diagrama abaixo.

Calcule:

a) a relação entre as temperaturas nos estados A e C.

b) o trabalho realizado pelo gás na transformação ABC.

11-(Uneb-Ba) Um gás ideal sofre uma expansão isobárica, variando seu volume de 2 m3até 5 m3. Se o trabalho realizado sobre o gás foi de 30J, a pressão mantida durante a expansão, em N/m2, foi de:

12-(FUVEST-SP) A figura mostra o corte transversal de um cilindro de eixo vertical com base de área igual a 500cm2 , vedado em sua parte superior por um êmbolo de massa m que pode deslizar sem atrito.

O cilindro contém 0,50 mol de gás que se comporta como ideal. O sistema está em equilíbrio a uma temperatura de 300K e a altura h, indicada na figura, vale 20cm. Adote para a constante dos gases o valor R = 8,0 J/mol, para a aceleração da gravidade o valor10m/s2 e para a pressão atmosférica local o valor 1,00 x 105N/m2. Determine:

a) A massa do êmbolo em kg.

b) Determine o trabalho W realizado pelo gás quando sua temperatura é elevada lentamente até 420K.

13-(UFPE-PE) Uma caixa cúbica metálica e hermeticamente fechada, de 4,0 cm de aresta, contém gás ideal à temperatura de 300

K e à pressão de 1 atm. Qual a variação da força que atua em uma das paredes da caixa, em N, após o sistema ser aquecido para 330 K e estar em equilíbrio térmico? Despreze a dilatação térmica do metal.

14-(UFPE-PE) Um cilindro de 20 cm2 de seção reta contém um gás ideal comprimido em seu interior por um pistão móvel, de massa desprezível e sem atrito. O pistão repousa a uma altura ho = 1,0 m. A base do cilindro está em contato com um forno, de forma que a temperatura do gás permanece constante.

Bolinhas de chumbo são lentamente depositadas sobre o pistão até que o mesmo atinja a altura h = 80 cm. Determine a massa de chumbo, em kg, que foi depositado sobre o pistão. Considere a pressão atmosférica igual a 1 atm=105N/m2 e g=10m/s2

15-(FGV-SP) O diagrama relaciona valores de pressão e volume que ocorrem em determinada máquina térmica.

De sua análise, pode-se inferir que

a) se a linha 2 fosse uma reta ligando os pontos A e B, ela representaria uma expansão isotérmica do gás.

b) a área compreendida entre as duas curvas representa o trabalho realizado sobre o gás no decorrer de um ciclo completo.

c) a área formada imediatamente abaixo da linha indicada por 1 e o eixo V equivale, numericamente, ao trabalho útil realizado pelo gás em um ciclo.

d) o ciclo representa os sucessivos valores de pressão e volume, que ocorrem em uma máquina podendo ser, por exemplo, uma locomotiva a vapor.

e) no ponto indicado por A, o mecanismo apresenta grande capacidade de realização de trabalho devido aos valores de pressão e volume que se associam a esse ponto.

16-(PUC-SP) Uma amostra de gás ideal sofre o processo termodinâmico cíclico representado no gráfico a seguir.

Ao completar um ciclo, o trabalho, em joules, realizado pela força que o gás exerce nas paredes do recipiente é

17-(UERJ-RJ) Observe o ciclo mostrado no gráfico P × V a seguir.

Considerando este ciclo completo, o trabalho realizado, em joules, vale:

18-(UFC-CE) Um gás ideal sofre as transformações mostradas no diagrama da figura a seguir.

Determine o trabalho total realizado durante os quatro processos termodinâmicos ABCDA.

19-(CFT-MG) O diagrama P × V da figura refere-se a um gás ideal, passando por uma transformação cíclica.

O ponto em que a temperatura se apresenta mais alta corresponde a __________; e o trabalho realizado pelo gás, no processo AB, é __________ joules.

A opção que completa, corretamente, as lacunas é

20-(UFRGS-RS) O gráfico a seguir representa o ciclo de uma máquina térmica ideal.

O trabalho total realizado em um ciclo é

a) 0 J.                       b) 3,0 J.                         c) 4,5 J.                          d) 6,0 J.                         e) 9,0 J.

21-(UEL-PR) Uma dada massa de gás perfeito realiza uma transformação cíclica, como está representada no gráfico pV a seguir. O trabalho realizado pelo gás ao descrever o ciclo ABCA, em joules, vale:

a) 3,0·10-1.                   

b) 4,0·10-1.                      

c) 6,0·10-1.                       

d) 8,0·10-1.                     

e) 9,0·10-1.

22-(UECE-CE) 

No diagrama P-V a seguir, quatro processos termodinâmicos cíclicos executados por um gás, com seus respectivos estados iniciais, estão representados. O processo no qual o trabalho resultante, realizado pelo gás é menor é o

23-(PUC-RJ)

Uma quantidade de gás passa da temperatura de 27oC = 300K a 227oC = 500K, por um processo a pressão constante (isobárico) igual a 1 atm = 1,0 x 105 Pa.

a) Calcule o volume inicial, sabendo que a massa de gás afetada foi de 60 kg e a densidade do gás é de 1,2 kg/m3.

b) Calcule o volume final e indique se o gás sofreu expansão ou contração.

c) Calcule o trabalho realizado pelo gás.

24-(UDESC-SC)

Um gás em uma câmara fechada passa pelo ciclo termodinâmico representado no diagrama p x V da Figura.

O trabalho, em joules, realizado durante um ciclo é:

25-(UNIOESTE-PR)

A figura abaixo apresenta o diagrama pV para o ciclo fechado de uma máquina térmica que usa um gás ideal monoatômico como substância de trabalho. Considerando p1, p2 e p3 respectivamente como as pressões nos pontos 1, 2 e 3, as informações da figura e que p2=5·p1, pode-se afirmar:

I. O processo 1→2 é isocórico e o processo 3→1 isobárico.

II. O trabalho realizado sobre o sistema (gás monoatômico) no processo 1→2 é maior que zero joule.

III. O calor transferido ao sistema (gás monoatômico) no processo 3→1 é menor que zero joule.

IV. A temperatura no ponto 3 é 5 vezes maior do que aquela no ponto 1.

V. A variação da energia interna do sistema é nula no ciclo 1231.

Considere as afirmações acima e assinale a alternativa correta.

A. A afirmativa V e falsa.        

B. As alternativas I e II são verdadeiras.          

C. As alternativas I, II e IV são falsas.

D. Todas as alternativas são falsas.           

E. As alternativas I, III e IV são verdadeiras.

26-UFF-RJ)

O ciclo de Stirling é um ciclo termodinâmico reversível  utilizado em algumas máquinas térmicas. Considere o ciclo de Stirling para 1 mol de um gás ideal monoatônico ilustrado no diagrama PV.

Os processos AB e CD são isotérmicos e os processos BC e DA são isocóricos.

Preencha a tabela para a pressão, volume e temperatura nos pontos A, B, C, D. Escreva as suas respostas em função de PA, VA, PC, VC e

 de  R (constante universal dos gases). Justifique o preenchimento das colunas P & T.

b) Complete a tabela com os valores do calor absorvido pelo gás (Q), da variação da sua energia interna (ΔU) e do trabalho realizado pelo

 gás (W), medidos em Joule, em cada um dos trechos AB, BC, CD e DA, representados no diagrama PV. Justifique o preenchimento das colunas para Q e ΔU.

Confira a resolução comentada

Qual o trabalho realizado por um gás em expansão?

Quando um gás ideal sofre uma expansão isobárica?

Como se calcula o trabalho de um gás para uma transformação Isobárica?

Para que um gás ideal realiza o trabalho deve ocorrer necessariamente?