Ex 1-
Dados: m = 100g, δ = 0,1 joule/volta, c = 1 cal/(g.⁰C), ΔT = 1⁰C
Fórmulas: Q = m . c . ΔT . 4,2 e n = Q/ δ
Resolução: Q = 100 .1 . 1 . 4,2 = 420J n = 420/0,1 = 4200 voltas
Ex 2 –
Dados: m = 500 g, Ti = 19⁰C , Tf = 100⁰C, h = 0,25m, f = 30 sacudidas/minuto,
c = 1 cal/(g.⁰C), 1 cal = 4 J, d = 1,0 kg/l
Fórmulas: Q = m . c . ΔT . 4 E = m . g . h . 30 (por minuto) e Δt = Q/E
Resolução: Q = 500 . 1 . 81 . 4 = 162.000 J E = 0,500 . 10 . 0,25 . 30 = 37,5 J/min Δt = 162000/37,5 = 4320 minutos ou 72 horas
Ex 3 –
Dados: h = 10 m, Ti = 30⁰C, c = 100 J/(kg.⁰C), g = 10 m/s², Tf = ?
Fórmulas: E = m . g . h e Q = m . c . ΔT e Q = E
Resolução: m . g . h = m . c . ΔT 10. 10 = 100 . ΔT è 100 = 100 . ΔT è ΔT = 1⁰CPortanto: Tf = 30 + 1 = 31⁰C
Ex 7 –
Dados: n = 2 mols, Ti = 28⁰C, Tf = 228⁰C, R = 8,31 J/mol.K
Fórmulas: a) U28 = 1,5 n . R . 301 b) U228 = 1,5 n . R . 501 c) ΔU = U228 - U28
Resolução: a) U28 = 1,5 . 2 . 8,31 . 301 = 7.503,93J b) U228 = 1,5 . 2 . 8,31 . 501 = 12.489,93J c) ΔU = 12.489,93 - 7503,93 = 4.986J
Ex 12 –Alternativa D
Ex 13 –
Dados: δ = 250J, Q = 400J, ΔU=?
Fórmulas: ΔU = Q – δ
Resolução: ΔU = 400 – 250 = 150J
Ex 14 –
Dados: δ = -1500J, Q = 2000J, ΔU=?
Fórmulas: ΔU = Q – δ
Resolução: ΔU = 2000 – (-1500) = 3500J
Ex 19 –
Dados: n = 5 mols, ΔT = 227-27=200, δ=8310J, R = 8,31 J/(mol.k)
Fórmulas: ΔU = 1,5 . n . R . ΔT, Q = ΔU + δ
Resolução: ΔU = 1,5 . 5 . 8,31 . 200 = 12.465J
Q = 12.465 + 8.310 = 20.775J
Ex 20-
Dados: p = constante, ΔV = 3 m³, δ = 30J
Fórmulas: δ = p.ΔV
Resolução: 30 = p . 3 è p = 10N/m²
Ex 21 –
Dados: p = 100.000 N/m², Vi = 0,001 m³, Ti = 27+273 =300K, Vf = 3.Vi
Fórmulas: a) δ = p.ΔV b) Vi/Ti = Vf/Tf
Resolução: a) δ = 100.000 . (0,003 – 0,001) = 200J
b) 0,001/300 = 0,003/Tf è Tf = 3.300 = 900K
Ex 24-
Dados: Q = 5.000J, ΔU = ?, δ = área do gráfico
Fórmulas: δ = base . altura e ΔU = Q - δ
Resolução: δ = 0,02 . 100.000 = 2.000J
ΔU = 5000 – 2000 = 3.000J
Ex 25-
Dados: p = 60 N/m², Q = 300J, ΔU = ?, ΔV = 2m³
Fórmulas: δ = p.ΔV ΔU = Q – δ
Resolução: δ = 60 . 2 = 120J
ΔU = 300 – 120 = 180J
Ex 28
Dados: Cp = 2,5 . R, R = 8,31 J/(mol.K), c = 4,0 J/(g.K), m = 475g, n = 5 mols, p = 5.000N/m², Tg = 300K, Tc = 500K
Fórmulas: Qf = -Qr e Qf = m . c . ΔT e Qp = n . Cp. ΔT
Resolução: 475 . 4 . (Te – 500) = -5 . 2,5 . 8,31 . (Te – 300)
1900.Te – 950000 = -103,875.Te + 31162,5
1900.Te + 103,875Te = 31162,5 + 950000
2003,875.Te = 981162,5 è Te = 489,6K
Ex 30 –
Dados: n = 5 mols, Cv = 12,46 J/(mol.K), Ti = 30⁰C, Tf = 280⁰C, Qv = ?, δ = ?, ΔU = ?
Fórmulas: a) Qv = n . Cv . ΔT b) δ =0 c) ΔU = Qv
Resolução: a) Qv = 5 . 12,46 . (280 – 30) = 15.575J
b) δ =0 c) ΔU = 15.575J
Ex 31-
Dados: n = 1 mol, ΔV = 0, ΔU = 500 cal, ΔT = 100K (gráfico), Cv = ?
Fórmulas: Qv = ΔU, Cv = Qv/(n . ΔT)
Resolução: Qv = 500 cal, Cv = 500/(1 . 100) = 5 cal/(mol.K) Alternativa A
Ex 36 –Alternativa E
Ex 38 –
Dados: δ = 5,7 J, n = 1 mol, ΔT = 0, Vb = ?, Q = ?
Fõrmulas: a) Pa . Va = Pb . Vb b) Q = δ, pois ΔU = 0
Resolução: a) 2 . 1 = 1 . Vb è Vb = 2 litros b) Q = 5,7J
Ex 43 –
Dados: Q = 0, δ = 520J
Fórmulas: ΔU = Q – δ
Resolução: a) Q = 0 (ADIABÁTICA) b) ΔU = -520J c) A temperatura e a pressão diminuem e o volume aumenta
Ex 45 –
Dados: Q = 0(adiabática), ΔV > 0, Pi = 2 atm, Vi = 2 litros, Ti = 21⁰C = 294K, Vf = 4 litros, γ = Cp/Cv = 2, Pf = ?, Tf = ?
Fórmulas: Pi . Vi^γ = Pf . Vf^γ Pi . Vi/Ti = Pf . Vf/Tf
Resolução: 2 . 2² = Pf . 4² è 8 = 16 . Pf è Pf = 0,5 atm.
2 . 2/294 = 0,5 . 4/(Tc + 273) è 0,0013605 = 2/(Tc + 273)
Tc + 273 = 147 è Tc = 147 – 273 = - 126⁰C
Ex 46 –Alternativa C
Ex 47 –Alternativa D
Ex 48 –Calculando a área do gráfico è δ = B . h/2 è δ = 0,000004 . 200000/2 = 0,4J
Ex 49-
a) Calculando a área do gráfico è δ = B . h = 0,04 . 25000 = 1000Jb) Pi . Vi/Ti = Pf . Vf/Tf è Tf/Ti = Pf . Vf / (Pi . Vi)Tf / Ti = 75000 . 0,06 / ( 50000 . 0,02) = 4,5
Ex 51 –
a) δAB = p . ΔV = 400000 . (0,000004 – 0,0000025) = 1 J
δABCDA = B . h = 0,0000025 . 200000 = 0,5J
b) no ponto D mais próximo do zero.
Ex 52
a) δciclo = (B + b) . h /2 è δciclo = (0,004 + 0,003) . 40000 /2 = 140J
b) Q = δciclo . 180 . 30 = 140 . 180 . 30 =756 kJ
c) P = Q . f(s) = 140 . 3 = 420 W
Ex 53 –
No percurso AB è δ = p . ΔV = 400 . 1 = 400J
No percurso BC è ΔV = 0
No percurso CD ocorre a diminuição de ΔU
P = Q / Δt = 200 / 0,25 = 800W
Soma 01 + 02 + 08+ 16 = 27
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