Primeira Lei Da Termodinâmica

Question 1

Como modificar a energia interna de um gás?

Answer 1

• Pelo calor ou Trabalho.

Question 2

Por que é possível modificar a energia de um gás a partir do calor?

Answer 2

Pois adicionando calor, o gás adquire energia térmica, aumentando a energia cinética média das partículas.

Question 3

Por que é possível modificar a energia de um gás a partir do trabalho?

Answer 3

Pois para o gás realizar trabalho, ele precisa transformar sua energia térmica em energia mecânica.

Question 4

O que é termodinâmica?

Answer 4

É o estudo dos gases.

Question 5

Qual é a fórmula do trabalho realizado por um gás?

Answer 5

W = p × VarV

p = pressão.
VarV = variação do volume.

Question 6

De onde vem a fórmula do trabalho de um gás?

Answer 6

Da fórmula do trabalho W = F × d, como a força de um gás é a pressão × área, irá ficar 3 dimensões (volume) multiplicado pela pressão.

W = F × d
W = p × A * d
W = p × (A×d) - Volume
W = p × VarV

Question 7

O trabalho está necessariamente ligado com o volume?

Answer 7

Sim, se o volume não variar, não há trabalho.

Question 8

Existe trabalho em uma transformação isovolumetrica?

Answer 8

Não.

Question 9

É possível descobrir o trabalho de um gás a partir de um gráfico pressão × volume?

Answer 9

Sim, em um gráfico p × V, o trabalho será igual área abaixo da curva de transformação.

Question 10

O que é possível determinar quando o trabalho de um gás é positivo?

Answer 10

Que o gás expandiu, pois o gás que realiza trabalho.

Question 11

O que é possível determinar quando o trabalho de um gás é negativo?

Answer 11

Que o gás foi comprimido, pois o trabalho é realizado sob o gás.

Question 12

O que é a 1° Lei da Termodinâmica?

Answer 12

É a lei matemática da conservação da energia interna de um gás o qual relaciona a variação da energia interna com o calor e o trabalho.

Question 13

Qual a fórmula para calcular a energia interna que depende apenas da temperatura para um gás monoatômico

Answer 13

3/2 × n × R × VarT

Question 14

Qual a fórmula para calcular a energia interna que depende apenas da temperatura para um gás diatômico?

Answer 14

5/2 × n × R × VarT

Question 15

Quais são as relações de energia interna e trabalho para um gás que sofreu uma transformação isobárica?

Answer 15

• Em uma transformação isobarica a pressão é constante, logo siguinifica que o volume foi aumentando constantemente.
• Se o volume mudou, houve trabalho.
• A variação da energia interna vai ser dada tanto pelo trabalho quando pelo calor.

Question 16

Quais são as relações de energia interna e trabalho para um gás que sofreu uma transformação isovolumétrica?

Answer 16

• Se o volume é o mesmo, não houve trabalho, logo o trabalho é nulo.
• O único fator capaz de modificar a energia interna dele é pela troca de calor.

Question 17

Quais são as relações de energia interna e trabalho para um gás que sofreu uma transformação isotérmica?

Answer 17

• Em uma transformação isotérmica, a Energia interna não variou, ou seja é nula.
• Se a energia interna é nula, o trabalho tem que ser igual ao calor.

Question 18

Quais são as relações de energia interna e trabalho para um gás que sofreu uma transformação adiabática?

Answer 18

• Em uma transformação adiabática, a transformação é tão rápida, que não dá tempo das moléculas trocarem calor, logo será nulo.
• Se o calor é nulo, a variação da energia interna de um gás irá se dar apenas pelo trabalho realizado.

Question 19

Quais são as relações de energia interna e trabalho para um gás que sofreu uma transformação de expansão livre?

Answer 19

• Em uma expansão livre, não há resistência, logo o trabalho será nulo.
• O calor também, pois há vácuo do outro lado e é um procesi rápido, ou seja, não troca há trocas de calor.

Question 20

Por que na fórmula da primeira lei da termodinâmica, o sinal do trabalho é negativo?

Answer 20

• Pois se o trabalho é positivo, significa que o gás expandiu, mas para ele expandir, ele precisa gastar energia, e para balancear esse gasto é colocado o sinal negativo.

Question 21

Se a energia interna de um gás diminui, sua temperatura também diminui?

Answer 21

Sim, pois a “u” tem a ver única e exclusivamente com a temperatura.

Question 22

Em uma transformação de um gás, dizer que um gás perdeu energia na forma de calor, significa dizer que necessariamente no final do processo a temperatura diminuiu?

Answer 22

Não, pois há a possibilidade do gás ter recebido energia por meio do trabalho.

Question 23

Como é possível, em uma transformação adiabática, o volume aumentar e a temperatura diminuir sendo que elas são diretamente proporcionais?

Answer 23

• Diminuindo muito a pressão.
P × V = n × R × T

Question 24

Por que o desodorante sai geladinho?

Answer 24

• Pois quando sai da lata ele ocupa um volume maior, logo ele expande.
• Se ele expande, a Energia interna dele precisa diminuir, já que realizou trabalho.
• E se a energia interna diminuiu a temperatura também.

Question 25

Por que em uma transformação adiabática a temperatura diminui e numa expansão livre não?

Answer 25

Pois em uma transformação adiabática, as mols expandem e precisam brigar com outras moléculas para ocupar espaço, já na expansão livre não existe outras moléculas, pois é vácuo.

Question 26

O que são os ciclos termodinâmicos?

Answer 26

É a sucessão de vários processos que acontecem em sequencia e fecham um ciclo num diagrama
P × V.

Question 27

Num clico termodinâmico, o que a área interior fornece de informação?

Answer 27

• Trabalho total naquele ciclo.

Question 28

Em um clico termodinâmico, quando o ciclo é no sentido horário, quem realiza trabalho?

Answer 28

• O gás.

Question 29

Em um clico termodinâmico, quando o ciclo é no sentido anti-horário, quem realiza trabalho?

Answer 29

• O trabalho é realizado sob o gás.

Question 30

O que significa dizer que a energia interna de um gás é uma função de estado?

Answer 30

• Que a “U” depende apenas do estado que ele se encontra.

Question 31

Se a energia interna é uma função de estado, o processo de transformação é relevante?

Answer 31

Não, apenas o estado inicial e final.

Question 32

Qual é o valor da energia interna de uma gás de qualquer ciclo termodinâmico fechado?

Answer 32

• VarU = 0.

Question 33

(Fuvest 2021) Um mol de um gás ideal percorre o processo cíclico ABCA em um diagrama P V− , conforme mostrado na figura, sendo que a etapa AB é isobárica, a etapa BC é isocórica e a etapa CA é isotérmica.
Considere as seguintes afirmações:
I. O gás libera calor tanto na etapa BC quanto na etapa CA.
II. O módulo do trabalho realizado pelo gás é não nulo tanto na etapa AB quanto na etapa BC.
III.O gás tem sua temperatura aumentada tanto
na etapa AB quanto na etapa CA.

Answer 33

I. VERDADEIRA - Pois na transformação BC a temperatura diminuiu e, na transformação CA, o gás comprimiu porém a temperatura permaneceu constante, o que siguinifica que o gás liberou calor para não absorver a energia do trabalho realizado sob ele.
II. FALSO - Pois em uma transformação isovolumetrica o trabalho é nulo.
III. FALSO - Pois em uma transformação isotérmica a temperatura não varia.

Question 34

(Espcex (Aman) 2020) Um gás ideal é
comprimido por um agente externo, ao mesmo tempo em que recebe calor de 300 J de uma fonte térmica. Sabendo-se que o trabalho do agente externo é de 600 J, então a variação de energia interna do gás é:

Answer 34

R: 900J
VarU = Q - E
VarU = 300 + 600
VarU = 900

Question 35

(Unioeste 2019) Em um sistema fechado, um gás ideal passa lentamente de um estado inicial 1 para um estado final 2 devido a uma expansão isotérmica. Assim, ao final deste processo termodinâmico:
a) o gás não terá absorvido energia na forma de calor uma vez que a temperatura no estado 1 é igual à temperatura no estado 2.
b) o trabalho realizado pelo gás será igual à variação da energia interna calculada entre o estado 2 e o estado 1.
c) o calor absorvido pelo gás será igual à variação da energia interna calculada entre o estado 2 e o estado 1.
d) otrabalho realizado sobre o gás será igual à energia por ele absorvida na forma de calor ao passar do estado 1 para o estado 2.
e) o trabalho realizado pelo gás será igual à energia por ele absorvida na forma de calor ao passar do estado 1 para o estado 2.

Answer 35

a) FALSO, pois em uma transformação isotérmica, o gás precisa absorver energia na forma de calor, visto que irá perder energia expandindo.
b) FALSO, o trabalho realizado será igual à energia absorvida na forma de CALOR.
c) FALSO, o calor absorvido pelo gás será igual o trabalho realizado pelo gás.
d) FALSO, pois como o gás expandiu, quem realiza trabalho é o gás.
e) VERDADEIRA.

Question 36

(Fac. Albert Einstein - Medicin 2019) Para provocar a transformação gasosa ABC, representada no diagrama P V× , em determinada massa constante de gás ideal, foi necessário fornecer-lhe 1.400 J de energia em forma de calor, dos quais 300 J transformaramse em energia interna do gás, devido ao seu aquecimento nesse processo.
Considerando não ter havido perda de energia, o trabalho realizado no trecho BC sendo de 600 J, o trabalho realizado pelas forças exercidas pelo gás no trecho AB dessa transformação foi de:

Answer 36

VarU = Q - W
300 = 1400 - W
W = 1100 J
Ou seja, o W total é 1100 J.
Se no trecho BC foi de 600J, o restante foi no trecho AB.
T = AB + BC
1100 = AB + 600
500 J = AB.

Question 37

Como saber se a temperatura variou quando se tem apenas um gráfico P × V?

Answer 37

Pelas curvas isotérmica ou pela lei de Clapeyron.

Question 38

Como é a primeira Lei da Termodinâmica?

Answer 38

VarU = Q - W

Question 39

Quanto vale um metro cúbico em litros?

Answer 39

1000 Litros.

Question 40

É sabido que quando um gás tem o trabalho positivo, significa que ele expandiu. Por que na primeira lei da termodinâmica ele fica negativo (sinal de menos) ?

Answer 40

Pois quando ele expande, ele perde energia, logo o menos está lá para corrigir essa intuição.

Question 41

Quais são as variáveis com função de estado na termodinâmica?

Answer 41

Energia interna.

Question 42

Quais são as variáveis com função de caminho de um sistema termodinâmico?

Answer 42

Trabalho e calor.

Question 43

Qual o valor da variação da energia interna de um gás, que possui um ciclo termodinâmico fechado?

Answer 43

0, pois como função de estado, final - inicial, se saiu e voltou no mesmo lugar, não variou.

Question 44

Traçando infinitas curvas isotérmicas, qual possui maior temperatura em relação a origem?

Answer 44

A mais distante.