Docsity
Docsity

Prepare-se para as provas
Prepare-se para as provas

Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity


Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos para baixar

Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium


Guias e Dicas
Guias e Dicas

Termodinamica Exercicios resolvidos, Exercícios de Termodinâmica

Halldiay - Halldiay

Tipologia: Exercícios

Antes de 2010

Compartilhado em 14/12/2009

jrcesar-peixoto-9
jrcesar-peixoto-9 🇧🇷

4.3

(19)

38 documentos

Pré-visualização parcial do texto

Baixe Termodinamica Exercicios resolvidos e outras Exercícios em PDF para Termodinâmica, somente na Docsity! UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS CAMPUS CATALÃO DEPARTAMENTO DE FÍSICA TRABALHO TERMODINÂMICA ALUNOS: JUNIOR CESAR DELFINO PEIXOTO, 080792. CURSO: FÍSICA-LICENCIATURA PROFESSOR: Dra. ANA RITA. CATALÃO 2009 1 - Uma caneca de alumínio de 100 cm3 está cheia de glicerina a 22 °C. Quanta glicerina derramará, se a temperatura do sistema subir para 28 °C? (o coeficiente de dilatação do alumínio é 23 x 10-6/ °C e da glicerina e de 5,1 x 10-4/ °C). Dilatação volumétrica. Expansão volumétrica e coeficiente de expansão volumétrica onde . O volume do liquido derramado corresponde a diferença entre o seu volume final e o volume final do recipiente, volume final da caneca de alumínio “”. (Volume do alumínio) Eq:(1) Volume final da glicerina “”. (Volume da glicerina). Eq:(2) Mais o que queremos saber o quanto de glicerina derramara, se a temperatura do sistema subir 28 °C? Temos que combinando (1) e (2) nos da: 2 - Uma barra feita com uma liga de alumínio mede 10 cm a 20 F 0B 0C e 10,015 cm, no ponto de ebulição da água. (a) Qual o seu comprimento, no ponto de congelamento da água? (b) qual a sua temperatura, se seu comprimento é 10,009 cm? (a) Se quisermos determinar o comprimento da barra, no ponto de congelamento da água temos que descobrir o coeficiente de dilatação linear . Expansão térmica, dilatação linear e dada pela Eq: onde . Que nos da que F 0B 0C. Dessa forma baixando a temperatura ate o ponto de congelamento da água a barra sofre variação do comprimento, lembrando que a escala (F 0B 0C) vai de 100 F 0 B 0C a 0 F 0 B 0C. Sendo assim temos que: (b) Usando a relação, e a Eq: da dilatação linear . desse modo obtemos a temperatura final. F 0 B 0C. 3 - Um gás ideal, inicialmente a 300 K, é comprimido à pressão constante igual a 25 N/m2, de um volume de 3 m3 até um volume de 1,8 m3. Durante o processo, o gás perde 75 J de calor. Quais são (a) o trabalho realizado, (b) a variação de energia interna do gás? Dados: , 25 N/m2 , 3 m3 e 1,8 m3. Sabendo-se, que no diagrama (P, V) o volume inicial e 3 m3 e o volume final e 1,8 m3 e a pressão inicial e 25 N/m2 Como o gás esta sendo comprimido Q será negativo Q=-75 J, lembrando que Q>0 esta ganhando e Q<0 esta perdendo. Usando a primeira lei que e combinando temos que , onde , onde e (a) Trabalho Associado a uma variação de volume (b) A variação de energia primeira lei da termodinâmica e dada pela Eq: . 4 - Uma garrafa térmica contém 130 cm3 de café quente, à temperatura de 80 F 0B 0C. Nela, você põe uma pedra de gelo de 12 g, em seu ponto de fusão, para esfriar o café. Quantos graus o café esfria, após o gelo ter derretido? Trate o café como se fosse da água pura. Se considerar a garrafa como um sistema isolado, dessa forma não haverá perda de energia. Assim o calor cedido pelo café (alumínio) mais o calor cedido pelo (gelo)para derreter e aquecer deve ser nulo: a) Uns gases ideais diatômico sofrem um aumento de temperatura a pressão constante e sendo que um gás ideal diatômico incapaz de oscilar =7/2R que nos da que na equação de um gás ideal temos: , sabendo que o calor especifico molares de gases a baixa pressões para um monoatômico e as unidades em (J/mol*K)=8,314. b) Em quanto aumentou a energia interna do gás? A variação de energia primeira lei da termodinâmica e dada pela Eq: onde . c) Quanto trabalho foi realizado pelo gás? d) Qual foi o aumento na energia interna translacional das moléculas do gás? A variação de energia de um gás em rotação sem oscilar e a soma das variações das energias internas. esta associado a variação de energia cinética e . . 12 - Uma amostra de gás ideal se expande de pressão e volume iniciais correspondentes a 32 atm e 1 litro, respectivamente, para um volume final de 4 L. A temperatura inicial do gás era de 27F 0B 0 C. Quais serão a pressão e a temperatura final desse gás e quanto trabalho ele realizará durante a expansão, se esta for: a) isotérmica, b) adiabática e o gás monoatômico, e c) adiabática e o gás diatômico? a) Um processo isotérmico e um processo a temperatura constante, para que ocorra, e necessário que a transferência de calor para dentro ou para fora do sistema seja suficientemente lenta, possibilitando que o sistema permaneça em equilíbrio. Onde a e Q=W que nos da: . O trabalho e dado pela equação b) um processo adiabático e aquele no qual não ocorre transferência de calor nem dentro, nem para fora do sistema; Q= 0 o calor especifico molar a volume constante pode ser expresso como um simples multiplicar a constante do gás R em certos casos ideais. Gás monoatômico , gás diatômico , solido monoatômico e . A pressão final será Podemos também chegar a temperatura final através da equação: A primeira Lei nos fala que a o a variação de energia pode ter uma variação negativa que podemos calcular, No estado inicial temos: c) Se a expansão e adiabática e o gás e diatômico tem-se Q= 0 , , e 13 - Um bloco de 50 g de cobre a 400 K é colocado em contato numa caixa junto com um bloco de 100 g de chumbo a 200 K. Sendo o calor específico do cobre = 0,0923 cal/g.K= 386 J/Kg.K e do chumbo = 0,0305 cal/g.K=128 J/Kg.K. a) Qual a temperatura final de equilíbrio do sistema formado pelos dois blocos? b) Qual a variação da energia interna do sistema, desde quando os blocos são postos em contato até o equilíbrio ser atingido? c) Qual a variação de entropia do sistema? 14 - Encontre (a) o calor absorvido e (b) a variação de entropia de um bloco de cobre de 1 kg, cuja temperatura é aumentada reversivelmente de 25 °C a 100 °C. (calor específico do cobre é 9,2 x 10-2 cal/g.°C) 15 - (a) A temperatura na superfície do sol é de 6000 K. Expresse essa temperatura na escala Celsius e Fahrenheit. A regra de conversão da escala Celsius para Fahrenheit é Kelvin: (b) A temperatura mais baixa registrada nos EUA foi - 70 °F. Expresse esse valor nas escalas Celsius e Kelvin. (c) A que temperatura a escala Fahrenheit indica uma leitura igual ao dobro da escala Celsius? (d) A que temperatura a escala Celsius indica uma leitura igual ao dobro da escala Fahrenheit? 16 - Num dia quente, em Las Vegas, um caminhão tanque foi carregado com 9785 galões de óleo diesel. Ele encontrou tempo frio no caminho para Payson, Utah, onde a temperatura estava 41 F 0B 0F mais baixa que em Las Vegas, e onde ele entregou toda a carga. Quantos galões foram entregues? O coeficiente de dilatação volumétrica do óleo diesel é 9,5 x 10-4 /F 0B 0C e o de dilatação linear do tanque do caminhão (feito de aço) é 11 x 10-6 /F 0B 0C. 17 - Densidade é . Como o volume depende da temperatura, a densidade também depende. Mostre que, se a temperatura variar ΔT, a variação da densidade será Δρ = − βρ ΔΤ, onde β é o coeficiente de dilatação volumétrica. Suponde que a densidade seja a temperatura e a densidade a temperatura T, podemos dessa forma definir por: a variação do volume esta relacionada com a temperatura . A dilatação volumétrica térmica nos diz que o aumento de temperatura geralmente produz aumento de volume, a variação da densidade combinado com a variação de temperatura será: Combinando as equações acima temos O sinal e negativo por que a variação e positiva da temperatura resultam numa variação negativa da densidade. 18 - Uma quantidade de oxigênio ocupando um volume de 1000 cm3 a 40 F 0B 0C e uma pressão de 1,01 x 105 Pa se expande até um volume de 1500 cm3 e pressão de 1,06 x 105 Pa. Encontre: (a) O número de moles de oxigênio no sistema e. Fatores de conversão transformando F 0B 0C para K dessa forma fica na unidade do S.I. , a equação do gás ideal . O volume de gás 1000cm3 =1000*, o gás expandido 1500cm3=1500*, (b) sua temperatura final. A lei do gás ideal nos da que onde podemos extrair que: Mas sua temperatura final em F 0B 0C será: 19 - 20, 9 J de calor são adicionados a um certo gás ideal. Como resultado, seu volume aumenta de 50 cm3 para 100 cm3, enquanto sua pressão permanece constante (1 atm). (a) Qual a variação na energia interna do gás? (b) Se a quantidade de gás presente for 2 x 10-3 mol, calcule o calor específico molar a pressão constante. (c) Calcule o calor específico molar a volume constante. (a) A variação da energia interna do gás pode ser calculada pela primeira lei da termodinâmica: (b) Relacionando as equações temos: a razão entre elas nos da: (c) Relacionando entre os calores específicos à pressão e a volume constantes é: 20 - Uma amostra de ar, ocupa 0,14 m3 à pressão manométrica de 1,03 x 105 Pa, se expande isotermicamente até atingir a pressão atmosférica e é então resfriada, à pressão constante, até que retorne ao seu volume inicial. Calcule o trabalho realizado pelo ar. 21 - CV para um certo gás ideal é 6 cal/mol. K. A temperatura de 3 moles do gás é aumentada em 50 K em cada um dos 3 processos diferentes seguintes: a volume constante, à pressão constante e em uma compressão adiabática. Calcule para cada um dos 3 processos: a) O calor absorvido (ou cedido), b) o trabalho realizado pelo gás, c) a variação de energia interna do gás e d) a variação de energia cinética de translação total do gás. 22 - Que massa de vapor a 100 F 0B 0C precisa ser misturada com 150 g de gelo a seu ponto de fusão, em uma garrafa térmica, para produzir da água líquida a 50 F 0B 0C? Dados: LF = 79,5 cal/ g = 333 kJ/Kg. . O calor de vaporização , sob pressão atmosférica normal, o calor de vaporização da água e 23 - Uma Barra com uma rachadura no centro entorta para cima com um aumento de temperatura de 32 F 0B 0C. Se Lo = 3,77 m e o coeficiente de dilatação linear é 25 x 10-6/ F 0 B 0C, encontre o valor de X. Dilatação linear, supondo que uma barra possua comprimento Lo em uma dada temperatura . Quando a temperatura varia de , o comprimento varia de . .O comprimento final da barra ése aplicamos o teorema de Pitágoras do triangulo retângulo nos da: resolvendo esta equação para (x) substituindo os valores de (L) nos da:
Docsity logo



Copyright © 2024 Ladybird Srl - Via Leonardo da Vinci 16, 10126, Torino, Italy - VAT 10816460017 - All rights reserved