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termodinamica Flashcards
O que é energia interna de um gás
delta U ( J) = Calor ( Q) - Trabalho (W)
3/2 . n .R . T
m.v²/2
Qnd o Q é + significa q o calor foi __. O W + significa __ , em que gás __.
recebido
Realizou trabalho- gás expandiu
Q é DIRETAMENTE exclusivamente proporcional à Temp interna do gás . Justifique
Não é exclusivamente. Porque a Temp. depende da VARIAÇÃO energia ( delta U ) .
Trabalho tem que ter variação de __
volume
Transf. Isovolumétrica siginifica que :
A sua Fórmula é
sem variação de Volume - x Trab.
Delta U = Q ;
Q = n. cv. delta Temp. ( cv= calor específico no volume do gás em uma determinada transf.)
qND O GÁS É MONOATÓMICO, O CV É
cv= 3 /2 x R
VOLUME ´___ proporcional à temp
diretamente
Na transf. Isobárica , a __ é constante . Portanto a ___ e o ___ aumenta -> há uma variação de ___ -> necessariamente a __ é maior q __
Pressão; Temp e o Volume + -> +Delta U ( energ. interna) -> mód Q > mód W
ou seja, para ter o saldo + : o que entra ( Q) , tem q ser maior que o que sai ( W)
Na isobárica, o Q pode ser calculado tbm com
Q = n. cp . variaçã Temp cp = 5/ 2 x R
O calor específico na transf. Isobárica é diferente ao isovolumétrica, porque
Porque na Isobárica temos um gasto de calor pelo trabalho, ent é mais difícil variar a temp.
Já q na isovol. x há trabalho
Na transf. Isotérmica, x há mudança de ___ -> x há variação na __.
Temp -> delta U = 0 -> Q= W
Descreve a relação de delta U , W, Q de 2 sistemas em transf. ISOtérmica
tomando como EXEMPLO que o sistema A tem a curva mais afastada que sist. B
delta U iguais ( temp = )
Wa > Wb ( área )
Qa> Qb ( se o W é maior - + energ. gastada -> + Q pra compensar a delta U = )
Qnd a transf. é rápida , é uma transf. __. Isso significa q n teve tempo pra ___ ___, resultando na fórmula de
Adiabática; troca de calor ( Q=0 ) ; delta U = + W
Qnd um gás expande rapidamente, o W é __ -> a energ é __ -> __
- W -> GASTADA-> ESFRIA ( desodorante)
+W -> gahada-> esquenta
no gráfico de transf. Isotérmica e Adiabática, qnd mais afastado é a curva,
a temp é maior
No gráfico da transf. Adiabática -> a curva + afastada tem a __ + -> a energ é __ -> W é _ + ou -)
Essa mesms temp -> o Volume __ e Pressão
temp + -> energ. gastada -> W-
temp+ -> Vol. + , Pres - ( para deixar o gás expandir )
Pressão N por m ao quadrado é S.I __
pASCAL
Isovolumétrica pode ser chamado tbm de ( 2nomes)
Isométrica, Isocórica
Relacione a densidade e a pressão
Pinterna = densd x g x h + Patm
qnd há uma mistura monoatómica de 2 gases DIFERENTES, o número de mols fica como
ntotal = n1+ n2 ; PV/T = + P1V1 / T1 + P2V2 / T2
qual a fórmula pra calcular o mols escapado
nfinal - n inicial = n escapado; PV sobre T
GNV : densidade 0,8 Poder calorífico ( KJ Kg) 50200
Gasolina: d 738 Pod.cal 46900
O volume de GNV necessário , em relação à gasolina para produzir a mesma energia, seria
a) ( maior ou menor ) , o que requer que ele seja armazenado de ___ __-
Volume maior - pressão maior para diminuir o volume
FÓRMULA de trabalho e volume
T = delta P . delta V Pose ser usada nas transformaçãos isobáricas p =
Duas jarras idênticas foram pintadas, uma de branco e a outra de preto, e colocadas cheias de água na geladeira. No dia seguinte, com a água a 8 °C, foram retiradas da geladeira e foi medido o tempo decorrido para que a água, em cada uma delas, atingisse a temperatura ambiente. Em seguida, a água das duas jarras foi aquecida até 90 °C e novamente foi medido o tempo decorrido para que a água nas jarras atingisse a temperatura ambiente.
Qual jarra demorou menos tempo para chegar à temperatura ambiente nessas duas situações?
a) A jarra preta demorou menos tempo nas duas situações.
b) A jarra branca demorou menos tempo nas duas situações.
c) As jarras demoraram o mesmo tempo, já que são feitas do mesmo material.
d) A jarra preta demorou menos tempo na primeira situação e a branca, na segunda.
e) A jarra branca demorou menos tempo na primeira situação e a preta, na segunda.
A
Preta: ótima pra absorver calor e irradiação
1a) a preta vai absorver efetivamente o calor do ambiente
2a) A água ( mais quente) emite irradiação calor dentro da jarra , a jarra preta irradia tanto pra fora tanto de volta pra água.
Branca : como um espelho
1a) o calor do ambiente tenta entrar na jarra, porém a branca REFLETE o calor , de volta pro ambiente .
2a) a água dentro da jarra emite calor dentro da jarra, a branca vai refletir de volta.
Sabe-se que nas proximidades dos polos do planeta Terra é comum a formação dos icebergs, que são grandes blocos de gelo, flutuando nas águas oceânicas. Estudam mostram que a parte de gelo que fica emersa durante a flutuação corresponde aproximadamente 10% do seu volume total. Um estudante resolveu simular essa situação introduzindo um bloquinho de gelo no interior de um recipiente contendo água, observando a variação de seu nível desde o instante de introdução até o completo derretimento do bloquinho.
Com base nessa simulação, verifica-se que o nível da água no recipiente
a) subirá com a introdução do bloquinho de gelo e, após o derretimento total do gelo, esse nível subirá ainda mais.
b) subirá com a introdução do bloquinho de gelo e, após o derretimento total do gelo, esse nível descerá, voltando ao seu valor inicial.
c) subirá com a introdução do bloquinho de gelo e, após o derretimento total do gelo, esse nível permanecerá sem alteração.
d) não sofrerá alteração com a introdução do bloquinho de gelo, porém, após seu derretimento, o nível subirá devido a um aumento em torno de 10% no volume de água.
e) subirá em torno de 90% do seu valor inicial com a introdução do bloquinho de gelo e, após seu derretimento, o nível descerá apenas 10% do valor inicial.
A
Subir : o gelo , vai ocupar o centro do corpo da água -> água vai subir nas extremidades para arrumar um espaço do gelo
Quando o gelo derrete, o gelo inicialmente já é uma massa aparte, ou seja, o derretimento do gelo será uma água adicionada.
De acordo com as instruções de montagem, para se ter um aproveitamento máximo da incidência solar, as
placas do coletor solar devem ser instaladas com um ângulo de inclinação determinado.
O parâmetro que define o valor do ângulo de inclinação dessas placas coletoras é a
a) altitude.
b) latitude.
c) longitude.
d) nebulosidade.
e) umidade relativa do ar
latitude
Uma pessoa abre sua geladeira, verifica o que há dentro e depois fecha a porta dessa geladeira. Em seguida, ela
tenta abrir a geladeira novamente, mas só consegue fazer isso depois de exercer uma força mais intensa do que a
habitual.
A dificuldade extra para reabrir a geladeira ocorre porque o(a)
a) volume de ar dentro da geladeira diminuiu.
b) motor da geladeira está funcionando com potência máxima.
c) força exercida pelo ímã fixado na porta da geladeira aumenta.
d) pressão no interior da geladeira está abaixo da pressão externa.
e) temperatura no interior da geladeira é inferior ao valor existente antes de ela ser aberta
Quando é aberto a geladeira , o ar quente do ambiente entra e o ar frio da geladeira sai ( Convecção) .
O novo ar quente que entra, é logo resfriado na geladeira -> Temp⬇ COM O MSM VOLUME:
V= P/T diretamente proporcionais
A luz solar que atinge a parte superior da atmosfera terrestre chega a uma taxa constante de 135,2 mW/cm2
.
Dessa radiação, apenas 50% conseguem chegar à superfície, pois parte dela é refletida pelas nuvens e absorvida
pela atmosfera. A radiação solar pode ser aproveitada para aquecer água de reservatórios, entre outras aplicações.
Um sistema básico para transformar energia solar em térmica é ilustrado na figura ao lado acima. Esse sistema é
constituído de coletores solares e de um reservatório térmico, chamado boiler. Os coletores solares, geralmente,
são feitos de materiais que absorvem bem a radiação solar, e o calor gerado nos coletores é transferido para a água
que circula no interior de suas tubulações de cobre. A água aquecida é armazenada no boiler. Dessa forma, a água é
mantida quente para consumo posterior. A caixa de água fria alimenta o boiler, mantendo-o sempre cheio.
É correto afirmar que os coletores solares permitem boa economia de energia, pois
a) se aplicam à produção tanto de energia térmica quanto elétrica.
b) constituem fonte energética alternativa aos combustíveis fósseis usados no transporte.
c) convertem energia radiante em energia térmica, que é usada no processo de aquecimento da água.
d) permitem economizar até 135,2 mWh de energia elétrica, que seriam gastos com aquecimento elétrico.
e) a energia luminosa coletada por eles pode ser usada para reduzir o número de lâmpadas usadas no ambiente.
o texto n fala nada da Energ. eletrica
c) convertem energia radiante em energia térmica, que é usada no processo de aquecimento da água.
Sob pressão normal (ao nível do mar), a água entra em ebulição à temperatura de 100 ºC. Tendo por base essa
informação, um garoto residente em uma cidade litorânea fez a seguinte experiência:
Colocou uma caneca metálica contendo água no fogareiro do fogão de sua casa.
Quando a água começou a ferver, encostou cuidadosamente a extremidade mais estreita de uma seringa de
injeção, desprovida de agulha, na superfície do líquido e, erguendo o êmbolo da seringa, aspirou certa
quantidade de água para seu interior, tapando-a em seguida.
Verificando após alguns instantes que a água da seringa havia parado de ferver, ele ergueu o êmbolo da
seringa, constatando, intrigado, que a água voltou a ferver após um pequeno deslocamento do êmbolo.
Considerando o procedimento anterior, a água volta a ferver porque esse deslocamento
a) permite a entrada de calor do ambiente externo para o interior da seringa.
b) provoca, por atrito, um aquecimento da água contida na seringa.
c) produz um aumento de volume que aumenta o ponto de ebulição da água.
d) proporciona uma queda de pressão no interior da seringa que diminui o ponto de ebulição da água.
e) possibilita uma diminuição da densidade da água que facilita sua ebulição.
Mais alto - mENOR pRESSÃO
VOLUME = -> pressão e Temp Inversamente proporcionais
Com o objetivo de se testar a eficiência de fornos de micro-ondas, planejou-se o aquecimento em 10°C de amostras
de diferentes substâncias, cada uma com determinada massa, em cinco fornos de marcas distintas. Nesse teste,
cada forno operou à potência máxima.
O forno mais eficiente foi aquele que
a) forneceu a maior quantidade de energia às amostras.
b) cedeu energia à amostra de maior massa em mais tempo.
c) forneceu a maior quantidade de energia em menos tempo.
d) cedeu energia à amostra de menor calor específico mais lentamente.
e) forneceu a menor quantidade de energia às amostras em menos tempo.
⬆Pot máx = ⬆delta Energ./ delta Tempo ⬇
c
Aquecedores solares usados em residências têm o objetivo de elevar a temperatura da água até 70ºC. No
entanto, a temperatura ideal da água para um banho é de 30ºC. Por isso, deve-se misturar a água aquecida com a
água à temperatura ambiente de um outro reservatório, que se encontra a 25ºC.
Qual a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria na mistura para um banho à temperatura ideal?
ATINGIR EQUILÍBRIO TÉRMICO - Q=0
(-50) . m1 + m2. 5 = 0
m2=8m1
resposta: 0,125
Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras “calor” e “temperatura” de forma diferente de como elas são usadas no meio científico. Na linguagem corrente, calor é identificado como “algo quente” e temperatura mede a “quantidade de calor de um corpo”. Esses significados, no entanto, não conseguem explicar diversas situações que podem ser verificadas na prática mostra a limitação dos conceitos corriqueiros de calor e temperatura?
a) A temperatura da água pode ficar constante durante o tempo em que estiver fervendo.
b) Uma mãe coloca a mão na água da banheira do bebê para verificar a temperatura da água.
c) A chama de um fogão pode ser usada para aumentar a temperatura da água em uma panela.
d) A água quente que está em uma caneca é passada para outra cabeca a fim de diminuir sua temperatura.
“temp = QUANTIDADE DE CALOR “
A) A TEMP permanece constante mesmo que o calor é cedido
Até 1824 acreditava-se que as máquinas térmicas, cujos exemplos são as máquinas a vapor e os atuais motores a combustão, poderiam ter um funcionamento ideal. Sadi Carnot demonstrou a impossibilidade de uma máquina térmica, funcionando em ciclos entre duas fontes térmicas (uma quente e outra fria), obter 100% de rendimento.Tal limitação ocorre porque essas máquinas *
a) realizam trabalho mecânico.
b) produzem aumento da entropia.
c) utilizam transformações adiabáticas.
d) contrariam a lei da conservação de energia.
e) funcionam com temperatura igual à da fonte quente.
Em um ciclo de carnot, a entropia nunca será igual à inicial . Isso ocorre porque , terá uma quant. de calor perdido e W gastado.
2a lei da termodinamica : a entropia na lei da natureza sempre aumenta
nas questões que consiste na mistura de líquidos com TEMP DIFERENTES, e variar a temperatura dessa mistura, utiliza-se a fórmula de :
Q1 + Q2 = 0
Considere a ação de se ligar uma bomba hidráulica elétrica para captar água de um poço e armazená-la em uma caixa d’água localizada alguns metros acima do solo. As etapas seguidas pela energia entre a usina hidroelétrica e a residência do usuário podem ser divididas da seguinte forma: I — na usina: água flui da represa até a turbina, que aciona o gerador para produzir energia elétrica; II — na transmissão: no caminho entre a usina e a residência do usuário a energia elétrica flui por condutores elétricos; III — na residência: a energia elétrica aciona um motor cujo eixo está acoplado ao de uma bomba hidráulica e, ao girar, cumpre a tarefa de transferir água do poço para a caixa.
As etapas I, II e III acima mostram, de forma resumida e simplificada, a cadeia de transformações de energia que se processam desde a fonte de energia primária até o seu uso final. A opção que detalha o que ocorre em cada etapa é:
A) Na etapa I, energia potencial gravitacional da água armazenada na represa transforma-se em energia potencial da água em movimento na tubulação, a qual, lançada na turbina, causa a rotação do eixo do gerador elétrico e a correspondente energia cinética, dá lugar ao surgimento de corrente elétrica.
B) Na etapa I, parte do calor gerado na usina se transforma em energia potencial na tubulação, no eixo da turbina e dentro do gerador; e também por efeito Joule no circuito interno do gerador.
C) Na etapa III, a corrente elétrica é convertida em energia térmica, necessária ao acionamento do eixo da bomba hidráulica, que faz a conversão em energia cinética ao fazer a água fluir do poço até a caixa, com ganho de energia potencial gravitacional pela água.
D) Na etapa III, parte da energia se transforma em calor devido a forças dissipativas (atrito) na tubulação; e também por efeito Joule no circuito interno do motor; outra parte é transformada em energia cinética da água na tubulação e potencial gravitacional da água na caixa d’água.
D
A) X : quando é em MOVIMENTO já é energ. CINÉTICA, não potencial
A invenção da geladeira proporcionou uma revolução no aproveitamento dos alimentos, ao permitir que fossem armazenados e transportados por longos períodos. A figura apresentada ilustra o processo cíclico de funcionamento de uma geladeira, em que um gás no interior de uma tubulação é forçado a circular entre o congelador e a parte externa da geladeira. É por meio dos processos de compressão, que ocorre na parte externa, e de expansão, que ocorre na parte interna, que o gás proporciona a troca de calor entre o interior e o exterior da geladeira.
a expansão do gás é um processo que cede a energia necessária ao resfriamento da parte interna da geladeira.
o calor flui de forma não-espontânea da parte mais fria, no interior, para a mais quente, no exterior da geladeira.
a quantidade de calor cedida ao meio externo é igual ao calor retirado da geladeira.
a eficiência é tanto maior quanto menos isolado termicamente do ambiente externo for o seu compartimento interno.
a energia retirada do interior pode ser devolvida à geladeira abrindo-se a sua porta, o que reduz seu consumo de energia.
EXPLIQUE CADA ALTERNATIVA
A) Para RESFRIAR é preciso a ABSORÇÃO
B) De forma NÃO-ESPONTÂNEA : pela adição do Trabalho + calor roubada na parte interna ( fria) e é TRANSPOTADA para a parte externa ( quente) CERTO
C) NÃO, à respeito da máquina de Carnot, é impossível ser perfeito .
Durante uma ação de fiscalização em postos de combustíveis, foi encontrado um mecanismo inusitado para enganar o consumidor. Durante o inverno, o responsável por um posto de combustível compra álcool por R$ 0,50/litro, a uma temperatura de 5 °C. Para revender o líquido aos motoristas, instalou um mecanismo na bomba de combustível para aquecê-lo, para que atinja a temperatura de 35 °C, sendo o litro de álcool revendido a R$ 1,60. Diariamente o posto compra 20 mil litros de álcool a 5 ºC e os revende.
Com relação à situação hipotética descrita no texto e dado que o coeficiente de dilatação volumétrica do álcool é de 1×10-3 ºC-1, desprezando-se o custo da energia gasta no aquecimento do combustível, o ganho financeiro que o dono do posto teria obtido devido ao aquecimento do álcool após uma semana de vendas estaria entre
Custo )
20mil. 7 = 140 mil Litros
Venda)
variação V = Vo. gama. variação Temp
140mil . 1.10-³ . 30 = 4200 L
4200L . 1,6 reais = 6720 reais de LUCRO
