Lição de casa da aula: Alterações Termodinâmicas nos Gases Ideais Física

Nesta atividade, nós vamos praticar a calcular o aquecimento líquido e o trabalho líquido realizado pelos gases ideais que alteram a pressão, o volume e a temperatura.

Q1:

Um gás com massa de 0,125 kg está contido em um recipiente rígido com um volume de 2,5 m3. O gás é aquecido, aumentando sua temperatura em 35 K e também aumentando sua pressão, como mostrado no diagrama. Calcule a mudança na energia interna do gás devido ao seu aquecimento. Use um valor de 1,75 KJ/kg⋅K para a capacidade térmica específica de um volume constante de gás. Suponha que o aquecimento do recipiente seja insignificante. Responda a três números significativos.

Q2:

Um gás que consiste em 2,5 mols de partículas é comprimido isotermicamente, como se mostra no diagrama. O gás tem uma temperatura de 360 K. Determine o trabalho realizado no gás para comprimi-lo. Utilize 8,31 m2⋅kg/s2⋅K⋅mol para o valor da constante universal dos gases ideais. Apresente a resposta com três algarismos significativos.

Q3:

O diagrama mostra as variações do volume com a temperatura de três gases.

Qual dos gases está a variar isobaricamente?

  • AGás I
  • BGás III
  • CGás II

Para qual dos gases é realizado trabalho para comprimir o gás?

  • AGás I
  • BGás III
  • CGás II

Q4:

Um gás de massa 0,55 kg é aquecido em um recipiente flexível, aumentando a temperatura do gás em 10 K e aumentando o volume do gás, mas mantendo o gás a uma pressão constante, conforme mostrado no diagrama.

Calcule a mudança na energia interna do gás devido à sua expansão. Suponha que o trabalho realizado no recipiente seja insignificante.

Calcule o calor específico do gás a pressão constante. Suponha que o aquecimento do recipiente seja insignificante. Responda para três números significativos.

Q5:

Um gás com uma massa de 1‎ ‎000 g é aquecida a uma pressão constante e é expandida. O gás é colocado num recipiente igual em volume ao volume do gás após a sua expansão. A pressão do gás diminuiu por arrefecimento do gás com um volume constante. As variações da pressão e do volume estão apresentados no diagrama. A temperatura do gás diminui 4,5 K quando arrefece e a capacidade térmica mássica com um volume constante do gás é de 1,25 KJ/kg⋅K. Determine a variação total da energia interna do gás.

Q6:

As mudanças na pressão de um gás com volume são mostradas no gráfico. As linhas representam uma mudança isotérmica e uma mudança adiabática da mesma temperatura inicial. Qual linha representa a mudança adiabática?

  • AAzul
  • BLaranja

Q7:

Um gás com massa de 0,25 kg é compactado, alterando sua pressão e volume, conforme mostrado no diagrama. A temperatura inicial do gás é 303 K.

Quanto trabalho é necessário para comprimir o gás?

Qual é a temperatura final do gás? Responda para três números significativos.

Se a energia interna do gás for a mesma antes e depois da compressão, encontre a capacidade térmica específica média do gás durante a compressão. Responda para três números significativos.

Q8:

O diagrama mostra a variação da pressão de um gás à medida que o seu volume aumenta em três processos termodinâmicos diferentes.

Qual dos processos mostra a pressão e o volume do gás variarem isotermicamente?

  • AProcesso III
  • BProcesso II
  • CProcesso I

Qual dos processos mostra a temperatura do gás sofrer um aumento geral?

  • AProcesso II
  • BProcesso III
  • CProcesso I

Qual dos processos mostra a temperatura do gás sofrer uma diminuição geral?

  • AProcesso I
  • BProcesso II
  • CProcesso III

Q9:

Um gás é comprimido, alterando a sua pressão e o seu volume como se mostra no diagrama. A temperatura inicial do gás é de 324 K.

Qual é o produto da pressão e do volume do gás antes da compressão?

Qual é o produto da pressão do volume do gás após a compressão?

Qual é a variação da temperatura do gás devido à compressão?

Suponha que o gás é comprimido e simultaneamente aquecido ou arrefecido. A pressão e o volume do gás variam de tal forma que quando os seus valores são representado num gráfico pressão-volume, formam uma linha reta. Qual seria a temperatura do gás se o seu volume fosse de 3,1 m3? Apresente a resposta em kelvin, arredondada às unidades.

Q10:

A tampa de um cilindro não isolado que contém gás é deslocada para baixo por uma força de 250 N e uma distância de 45 cm, como se mostra no diagrama. A força inclui o peso da tampa. A energia interna do gás após a compressão é igual a essa energia antes da compressão. Quanto é que o cilindro aquece o seu ambiente em volta? Apresente a resposta em joule, arredondada às unidades.

Esta lição inclui 1 perguntas adicionais para assinantes.

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