Problemas de Termodinâmica e Trabalho
Classificado em Física
Escrito em em 
português com um tamanho de 2,81 KB.
Problema 1
Em um cilindro de combustão, a variação de energia interna total produzida pela queima de um combustível é -2573 kJ. O sistema de resfriamento que circunda o cilindro absorve 800 J como calor. Quanto trabalho pode ser realizado pelo combustível no cilindro durante este processo?
∆U = Q + W
-2573 = -0,947 + W
W = -2572,02 kJ
Problema 2
Sobre um sistema realiza-se um trabalho de 3000 J e, em consequência, ele fornece 500 cal ao meio externo durante o mesmo intervalo de tempo. Se 1 cal = 4,2 J, determine a variação de energia do sistema.
Q = -500.4,2 = -2100 J
∆U = Q + W
∆U = -2100 + 3000
∆U = 900 J
Problema 3
Uma barra de 250g de ouro a temperatura de -8,00/-11°C recebeu 3714/3800 J de calor à pressão constante. Qual a temperatura atingida por essa barra de ouro, sabendo-se que a capacidade calorífica molar do ouro é Cp = 25,4 J.K-1 mol-1. Dado: massa molar do ouro = 197 g/mol.
C = Cm.n
C = 25,4 J/Kmol . 250g/(197g/mol)
C = 32,23 J/K
∆T = Q/C = (3714 J) / (32,23 K/K) = 115,23 K
∆T = Tf - Ti
115,23 = Tf - 265 = Tf = 380,23 K
Uma barra de cobre de massa 300g é retirada do interior de um forno, onde estava em equilíbrio térmico, e colocada em um recipiente de capacidade térmica 46 cal/°C que contém 500/800 g de água a 22 °C. A temperatura final de equilíbrio é de 27°C. A temperatura do forno, em °C, é aproximadamente igual a: Dado: CC = 0,03 cal/g °C
Q = m.c.∆T
Qcu = 300.0,03.(27 - Ti)
Qcu = 9 (27 - Ti)
Q = C.∆T
Q = 46.(27 - 22) = Qrec = 230 cal
Q(H2O) = 500.1.(27 - 22) = Q(H2O) = 2500 cal
Qcu + Qrec + Q(H2O) = 0
(9 (27 - Ti)) + 230 + 2500 = 0
243 - 9Ti + 2730 = 0
-9Ti = -2973 → Ti = 330,4℃
A figura a seguir mostra um livro de massa m = 15,0/55 kg em repouso sobre uma rampa, na posição x = 10,0 m, no simulador Rampa-Forças e Movimento PHET.
Considerando que a distância entre duas marcas consecutivas na rampa é 2,00 m, foram feitas duas simulações.
I – A inclinação da rampa aumentada até que para 21,9° ocorreu a iminência de movimento,
II – Mantendo a posição x = 10,0 m, a inclinação da rampa foi aumentada até 23°/22°. Ao ser liberado, deslizou sobre a rampa e parou na posição x = -9,50/-7,80 m.
b) Partindo dos resultados obtidos na simulação II, calcule o trabalho realizado pela força de atrito até o livro parar na parte horizontal da rampa.
WFAT = EM^B - EM^A → EM^B = 0
EM^A = m.g.HA.sin
EM^A = 15.10.10. sin〖23° → 586 J〗 WFAT = 0 - 586 → WFAT = -586 J