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TERMODINÂMICA – EXERCÍCIOS

1. Determine a pressão, em mmHg, exercida por 1,28 kg de gás oxigênio inserido em um balão de volume igual a 1,0 m3, a uma temperatura de 27 ºC. Dados: M(O2) = 32g e R= 0,082 atm.l/mol.K

2. Um recipiente contém 50 g de hidrogênio sob pressão de 10 atm e à temperatura de 47 oC. Sabendo que R= R= 0,082 atm.l/mol.K e M(H2) = 2g, determine:

a) o número de mols;

b) a temperatura expressa e kelvin;

c) o volume do recipiente.

3. Uma determinada massa de gás perfeito ocupa volume igual a 3,0 l sob pressão de 2,0 atm, à temperatura de 27 oC. Determine o volume ocupado pelo gás quando a pressão for elevada a 5,0 atm e a temperatura a 227 oC.

4. Um sistema termodinâmico formado por 2 mols de um gás ideal, inicialmente a 27 oC, sofre a transformação escrita pelo gráfico a seguir. Adote R=8,4 J/mol.K e 1 cal = 4,2 J.

Se o sistema receber 2000 cal, calcule:

a) variação da energia interna.

b) o trabalho executado pelo sistema.

c) porque a expressão G = p.ΔV.

5. O gráfico a seguir representa o ciclo de uma máquina que recebe 2000 cal de uma fonte. A cada 2 segundos. Calcule.

a) O trabalho por ciclo.

b) A potência da máquina.

c) O rendimento da máquina.

d) O calor rejeitado.

6. Calcule o trabalho realizado por uma máquina cujo ciclo se encontra representado a seguir em J.

7. Qual o rendimento máximo de uma máquina térmica que opera entre duas fontes com temperaturas de 127 oC e 300 K.

8. O volume de um gás varia de 19 L para 40 L. Quando o mesmo realiza um trabalho de 2000 cal. Calcule a pressão do gás , suposta constante.

9. Um ciclo de Carnot trabalha entre duas fontes térmicas: uma quente em temperatura de 227 oC e uma fria em temperatura -73 oC. O rendimento desta máquina, em percentual, é de:

10. Sobre um sistema, realiza-se um trabalho de 3000J e, em resposta, ele fornece 1000 cal de calor durante o mesmo intervalo de tempo. A varaiação de energia interna do sistema, durante esse processo, é, aproximadamente: (considere 1,0 cal = 4,0J).

11. Uma motor térmico recebe 1200 calorias de uma fonte quente mantida a 227 oC e transfere parte dessa energia para o meio ambiente a 24 oC. Qual o trabalho máximo, em calorias, que se pode esperar dessa motor?

ESPELHOS PLANOS E ESFÉRICOS – EXERCÍCIOS

1. Um espelho plano fornece uma imagem de um objeto situado a uma distancia de 10 cm do espelho. Afastando-se o espelho 20 cm em uma direção normal ao seu plano, que distancia separará a antiga imagem da nova imagem?

2. Um objeto real é colocado a 20 cm de um espelho esférico côncavo de distância focal 10 cm. Qual é a distancia da imagem ao espelho?

3. Um objeto de 6,0 cm de altura está localizado à distância de 30 cm de um espelho esférico convexo de 40 cm de raio. Calcule a posição e a altura da imagem.

4. (UF - ACRE) Sentado na cadeira da barbearia, um rapaz olha no espelho a imagem do barbeiro, em pé atrás dele. As dimensões relevantes são dadas na figura. A que distância (horizontal) dos olhos do rapaz fica a imagem do barbeiro? 

      a) 0,50m      b) 0,80m      c) 1,3m      d) 1,6m      e) 2,1m

5. Um espelho é feito a partir de uma esfera cujo raio é 40 cm. Em frente ao espelho, a 20 cm de distância, coloca-se m objeto real de 4 cm de altura, perpendicularmene ao eixo principal. Sabendo que a imagem obtida é virtual e menor que o objeto, determine:

a) o tipo de espelho;

b) a distância focal do espelho;

c) a posição da imagem (distância) e o tamanho dela (altura).

6. Um objeto está localizado a 30 cm do vértice de um espelho convexo, cujo raio de curvatura mede 20 cm. Qual posição da imagem desse objeto em relação ao vértice do espelho?

7. Um espelho plano está disposto horizontalmente no solo. Um observador cujos olhos estão a 1,80 mestros acima do plano do espelho e a 2 metros do centro do espelho, olhando para esse ponto, vê a pónta de uma árvore que está a 30 metros do centro do espelho. Determine a altura da árvore.

12. Um fio de alumínio, com a 0 oC, foi aquecido até que a sua temperatura atingiu 50 oC, passando a ter 100,12 cm de comprimento. Calcule o coeficiente de dilatação linear do alumínio.

13. Um cubo feito de latão tem, a 20 oC, um volume de 1000 cm3 . Calcule o aumento no volume do cubo ao atingir a temperatura de 120 oC. Dado: α (latão) = 2.10-5 oC-1 .

14. Uma chapa de cobre tem, a 12 oC, uma sperfície com área de 100,00 cm2 . Que área terá essa superfície se a chapa for aquecida até 512 oC? α (cobre) = 1,.10-5 OC-1

15. Um estudante decide construir um termômetro utilizando a dilatação térmica térmica de uma barra metálica cujo coeficiente de dilatação linear é α = 5.10-3 oC-1 . A barra tem comprimento de 100 cmà temperatura de 25oC . Se em um determinado dia, a barra mede 105 cm, qual a temperatura daquele dia?

REFRAÇÃO – EXERCÍCIOS

1. Determine o ângulo de refração para o caso ilustrado abaixo. (Considere nágua = 4/3 e nar = 1)

2. A figura mostra um raio de luz verde passando do ar para um meio de indice de refração √3.

Lembre-se: c (velocidade da luz no vácuo) = 3.108m/s.

Determine:

a) o ângulo de refração;

b) a velocidade da luz após deixar o ar.

3. Na figura a seguir representamos o caminho de um raio de luz através de dois meios transparentes A e B. Pede-se:

a) Qual o meio mais refringente?

b) Qua o índice do meio B em relação ao meio A?

4. Um tanque tem 4,0 m de profundidade e está cheio de um líquido de índice de refração igual a 1,5. Uma pessoa olha numa direção normal à superficie do líquido. Para essa pessoa, a profundidade aparente do tanque será?

5. A figura mostra um raio luminoso proveniente de uma lâmpada colocada dentro de um líquido, cujo indice de refração em relação ao ar é aproximadamente √2. O valor do ângulo de refração é: