A termodinâmica estuda as transformações de energia e a direção espontânea dos processos físicos, estabelecendo limites fundamentais para a conversão de calor em trabalho. Considerando as leis e processos termodinâmicos, analise as afirmativas a seguir:

I. Em um processo adiabático, não ocorre troca de calor entre o sistema e o meio externo, fazendo com que a variação da energia interna seja igual ao trabalho realizado.

II. A entropia de um sistema isolado pode diminuir espontaneamente durante um processo irreversível, desde que a temperatura interna permaneça constante e abaixo de zero grau.

III. O ciclo de Carnot define o limite máximo de eficiência teórica para qualquer máquina térmica que opere entre duas fontes de calor em temperaturas fixas distintas.

Está correto o que se afirma em: 

No laboratório de Física, foi realizado o seguinte experimento. Em um tubo de acrílico contendo ar e um pedaço de algodão, foi colocado um pistão, conforme a Figura 1. Em seguida, o laboratorista pressionou rapidamente o pistão para baixo, comprimindo o ar e fazendo com que o pedaço de algodão incendiasse, conforme a Figura 2.

Considerando o ar como um gás perfeito, assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas das frases a seguir.

O algodão pegou fogo porque o ar sofreu uma transformação ____________, na qual o(a) ____________ é convertido(a) em _____________ do(pelo) ar. Para essa transformação, a expressão da 1ª lei da termodinâmica pode ser representada assim: ____________. 

Analise as afirmativas abaixo sobre o funcionamento de uma máquina térmica e assinale a alternativa correta.

I. Uma máquina térmica diminui a entropia do universo gerando uma quantidade igual de calor e trabalho.

II. Teoricamente, a eficiência da máquina térmica de Carnot poderia chegar a 100% se a temperatura da fonte fria fosse 0 K.

III. Uma máquina térmica realiza trabalho e gera uma quantidade igual de calor em um processo cíclico.

IV. A eficiência de uma máquina irreversível normalmente é menor que a de uma máquina reversível operando nas mesmas condições.

V. A eficiência da máquina térmica de Carnot depende apenas da temperatura da fonte quente.

Um mol de gás ideal monoatômico passa pelo ciclo mostrado na figura abaixo. Assinale a alternativa que indica os valores corretos: do trabalho realizado quando o gás se expande de a até c pelo caminho abc; e da variação da energia interna em um ciclo completo, respectivamente. 

Um mol de um gás ideal cujo calor específico a volume constante é C_v(T) = a + bT, onde a e b são constantes conhecidas, é submetido a uma expansão reversível desde um estado inicial (P₁, V₁, T₁) até um estado final (P₂, V₂, T₂), com V₂ > V₁. Durante a expansão, a pressão varia com o volume segundo a lei: P = αV^-2 onde α é uma constante. Determine o trabalho realizado pelo gás e a quantidade de calor trocada.

Considerando a relação de Boltzmann S=k lnW , se o número de microestados acessíveis de um sistema isolado aumentar por um fator de e² , onde e é a base do logaritmo neperiano, a variação de entropia ∆S será igual a:

Uma máquina térmica opera com 20% de eficiência, realizando 400 J de trabalho por ciclo. A fonte quente está a 500 K e a fria a 300 K. Qual a variação total de entropia  do universo por ciclo?

O diagrama apresentado de pressão versus volume a seguir representa uma expansão adiabática de um gás ideal. Sabe-se que a razão entre os calores específicos a pressão constante e a volume constante é igual a  = 1,4.




O valor do trabalho, em joules, desta expansão adiabática, é

Sobre os conceitos de calor e trabalho em Termodinâmica, analise os itens a seguir e assinale (V) para verdadeiro e (F) para falso.

( ) O calor é uma forma de transferência de energia que ocorre exclusivamente devido a uma diferença de temperatura entre o sistema e o meio externo.
( ) O trabalho é uma forma de energia transferida associada à ação de forças sobre um sistema, podendo ocorrer mesmo sem variação de temperatura.
( ) Tanto o calor quanto o trabalho são propriedades de estado, dependendo apenas da condição inicial e final do sistema.
( ) Em um processo cíclico, a variação da energia interna do sistema é nula, mas pode haver troca de calor e realização de trabalho.

A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é 

Em uma explosão confinada, o perito criminal deve estimar a energia liberada para avaliar a potencialidade e o tipo de explosivo utilizado (por exemplo, deflagrante ou detonante).

Assinale a opção que representa o princípio da Termodinâmica que governa a conservação de energia e é aplicado no cálculo da energia liberada pela reação química da explosão, considerando o sistema (gases em expansão) e o ambiente.

Na investigação de uma explosão química, a perícia precisa caracterizar a capacidade destrutiva do material. O potencial explosivo está diretamente relacionado a grande e rápida liberação de energia.

Assinale a opção que apresenta, respectivamente, o parâmetro termodinâmico primário, que representa a energia térmica liberada pela reação de um explosivo sob pressão constante, e o tipo de reação característica da explosão.

Na termodinâmica, a variação da energia interna de um sistema é igual

Para conhecer a condição de equilíbrio de uma determinada camada da atmosfera, basta confrontar a inclinação da reta que traduz seu gradiente vertical de temperatura com as linhas que representam as razões adiabática e pseudoadiabática. Sabendo que a razão pseudoadiabática é sempre menor que a adiabática, assinale com V as afirmativas verdadeiras e com F as falsas.

(    ) A camada será absolutamente estável quando a variação vertical de temperatura na atmosfera for menor que a razão pseudoadiabática.

(    ) A camada será absolutamente instável se a variação vertical de temperatura na atmosfera for maior que a razão adiabática.

(    ) Quando a variação vertical de temperatura na atmosfera for superior à razão pseudoadiabática, porém menor que a razão adiabática seca, a camada será condicionalmente instável, ou seja: será instável se o ar estiver saturado e estável no caso contrário.

Assinale a sequência correta.

Observe o diagrama pressão versus volume (p x V) a seguir, em que está representada uma etapa da transformação de um gás ideal em um sistema termodinâmico:

(Arquivo pessoal; imagem usada com autorização)

O trabalho, em joules, realizado pela força de pressão do gás na transformação do estado S para o estado T é de

Durante uma aula prática sobre Termodinâmica, um professor de Física apresenta a seus alunos três experimentos distintos com um gás contido em um cilindro provido de pistão móvel, com o objetivo de discutir o princípio da conservação de energia em sistemas termodinâmicos.

Pondere que, em todas as situações, o sistema é ideal: o gás é perfeito, o cilindro e o pistão não trocam calor com o ambiente além do indicado, o atrito é desprezível.

Nos experimentos, o professor observa:

– Situação 1: O pistão se move lentamente enquanto o gás mantém temperatura constante.

– Situação 2: O cilindro é isolado termicamente, o gás se expande realizando trabalho sobre o pistão.

– Situação 3: O pistão é travado, impedindo a variação de volume, enquanto o gás recebe calor de uma fonte externa.

Com base nessas observações e na Primeira Lei da Termodinâmica, assinale a alternativa correta.

 O que representa a elipse de erro em geodésia? 

A “matka”, como é chamado o pote de barro na Índia, é utilizada para conservar a água a uma temperatura menor do que a ambiente. A explicação para esse fenômeno é:

Observe a notícia.

(https://revistapesquisa.fapesp.br/ cerveja-gelada-por-mais-tempo/. Adaptado)

Um estudo recente analisou como o formato de copos influencia a manutenção da temperatura da cerveja. Considerando os princípios da termodinâmica, copos com base estreita e boca larga ajudam a manter a cerveja gelada por mais tempo, pois