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 são os sistemas termodinâmicos?

Answer 4

São os estudos 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 apenenas 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.