LISTA DE EXERCÍCIOS DE FÍSICA A – 2º ANODATA DE ENTREGA: 31/08PROF: PITTER

OBSERVAÇÕES: Neste Trabalho é obrigatória a presença de uma capa, folha de rosto e de uma

conclusão. (Consultar manual do aluno). Todas as questões devem conter suas resoluções.

1) (UFRS) Durante um ciclo termodinâmico, uma máquina térmica realiza o trabalho W, que é igual a Q1-Q2, onde Q1 é o calor extraído de uma fonte quente, e Q2 é o calor descarregado no ambiente. O rendimento dessa máquina térmica é dado por:

a) (Q1 – Q2) / Q1b) (Q1 – Q2) / Q2c) Q1 / (Q1 – Q2)d) Q2 / (Q1 – Q2)e) (Q1 + Q2) / Q2

2) (PUC – SP) O esquema a seguir representa trocas de calor e realização de trabalho em uma máquina térmica. Os valores de T1 e Q2 não foram indicados, mas deverão ser calculados durante a solução desta questão.

Considerando os dados indicados no esquema, se essa máquina operasse segundo um ciclo de Carnot, a temperatura T1, da fonte quente, seria, em Kelvins, igual a

a) 375b) 400c) 525

d) 1200e) 1500

3) (PUC – SP) A turbina de um avião tem rendimento de 80% do rendimento de uma máquina ideal de Carnot operando às mesmas temperaturas. Em vôo de cruzeiro, a turbina retira calor da fonte quente a 127°C e ejeta gases para a atmosfera que está a -33°C. O rendimento dessa turbina é de

a) 80 %b) 64 %c) 50 %d) 40 %e) 32 %

4) (UEL – SP) Uma máquina térmica de Carnot é operada entre duas fontes de calor a temperaturas de 400K e 300K. Se, em cada ciclo, o motor recebe 1200 calorias da fonte quente, o calor rejeitado por ciclo à fonte fria, em calorias, vale

a) 300b) 450c) 600d) 750e) 900

5) (ITA – SP) Uma máquina térmica reversível opera entre dois reservatórios térmicos de temperaturas 100°C e 127°C, respectivamente, gerando gases aquecidos para acionar uma turbina. A eficiência dessa máquina é mais bem representada por

a) 68%.b) 6,8%.c) 0,68%.d) 21%.e) 2,1%.

6) (UFRS) Uma máquina térmica ideal opera recebendo 450J de uma fonte de calor e liberando 300J no ambiente. Uma segunda máquina térmica ideal opera recebendo 600J e liberando 450J. Se dividirmos o rendimento da segunda máquina pelo rendimento da primeira máquina, obteremos

a) 1,50.b) 1,33.c) 1,00.d) 0,75.e) 0,25.

7) (UFAL) Analise as proposições a seguir:

( ) Máquina térmica é um sistema que realiza transformação cíclica: depois de sofrer uma série de transformações ela retorna ao estado inicial.

( ) É impossível construir uma máquina térmica que transforme integralmente calor em trabalho.

( ) O calor é uma forma de energia que se transfere espontaneamente do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura.

( ) É impossível construir uma máquina térmica que tenha um rendimento superior ao da Máquina de Carnot, operando entre as mesmas temperaturas.

( ) Quando um gás recebe 400 J de calor e realiza um trabalho de 250 J, sua energia interna sofre um aumento de 150 J.

8) (UFSM) Considere as afirmações:

I - É impossível construir uma máquina térmica que, operando em ciclos, retire energia na forma de calor de uma fonte, transformando-a integralmente em trabalho.II - Refrigeradores são dispositivos que transferem energia na forma de calor de um sistema de menor temperatura para outro de maior temperatura.III - A energia na forma de calor não passa espontaneamente de um corpo de menor temperatura para outro de maior temperatura.

Está(ão) correta(s)a) apenas I.b) apenas II.c) apenas I e III.d) apenas II e III.e) I, II e III.

9) (UECE) A figura a seguir representa o gráfico pressão versus volume da expansão isotérmica de um gás perfeito. É correto afirmar que:

a) a curva apresentada é uma isobáricab) a área sombreada do gráfico representa numericamente o trabalho realizado pelo gás ao se expandirc) a área sombreada é numericamente igual ao trabalho realizado sobre o gás para sua expansãod) a curva do gráfico é uma isocórica.

10) (FATEC - SP) Um gás ideal sofre transformações segundo o ciclo dado no esquema p x V a seguir.

O trabalho total no ciclo ABCA é

a) igual a - 0,4J, sendo realizado sobre o gás.b) igual a - 0,8J, significando que o gás está perdendo energia.c) realizado pelo gás, valendo + 0,4J.d) realizado sobre o gás, sendo nulo.e) nulo, sendo realizado pelo gás.

11) (UFV) Uma máquina térmica executa o ciclo representado no gráfico seguinte:

Se a máquina executa 10 ciclos por segundo, a potência desenvolvida, em quilowatt, é:

a) 8b) 8000c) 80d) 0,8e) 800

12) Duas salas idênticas estão separadas por uma divisória de espessura L = 5,0 cm, área A = 100m 2

e condutividade térmica k = 2,0W/mK. O ar contido em cada sala encontra-se, inicialmente, à temperatura T1 = 47°C e T2 = 27°C, respectivamente. Considerando o ar como um gás ideal e o conjunto das duas salas um sistema isolado, calcule: O fluxo de calor através da divisória relativo às temperaturas iniciais T1 e T2.

13) (UFPE) Deseja-se isolar termicamente uma sala de modo que as paredes devem permitir uma transmissão máxima de calor, por unidade de área, de 10 W/m2. Sabendo-se que o interior da sala é mantido à temperatura de 20 °C e o exterior atinge uma temperatura máxima de 35°C, calcule a

espessura mínima de lã, em centímetros, que deve ser usada nas paredes. O coeficiente de condutividade térmica da lã é k = 0,04 W/m×K.

14) (UEL) Uma determinada máquina térmica deve operar em ciclo entre as temperaturas de 27°C e 227°C. Em cada ciclo ela recebe 1000 cal da fonte quente. O máximo de trabalho que a máquina pode fornecer por ciclo ao exterior, em calorias, vale:

a) 1000b) 600c) 500d) 400e) 200

15) (UFC) A eficiência de uma máquina de Carnot que opera entre a fonte de temperatura alta (T1) e a fonte de temperatura baixa (T2) é dada pela expressão

em que T1 e T2 são medidas na escala absoluta ou de Kelvin. Suponha que você dispõe de uma máquina dessas com uma eficiência n = 30%. Se você dobrar o valor da temperatura da fonte quente, a eficiência da máquina passará a ser igual a:

a) 40%b) 45%c) 50%d) 60%