Questões de Concurso Comentadas por alunos sobre 1ª lei da termodinâmica em física

A Primeira Lei da Termodinâmica estabelece que a variação da energia interna (ΔU) de um sistema é dada pela diferença entre o calor trocado com o ambiente (Q) e o trabalho realizado no processo termodinâmico (W), da seguinte forma: ΔU = Q - W. Assim, quando o trabalho realizado pelo sistema for igual ao calor fornecido a ele, haverá uma transformação

Considere o ciclo termodinâmico teórico apresentado no diagrama PV, da Figura 4, no qual um mol de um gás monoatômico ideal está contido em um cilindro com pistão. O ciclo é composto por quatro etapas distintas: uma expansão isobárica (A ➝ B); uma expansão isotérmica (B ➝ C) à temperatura de 562,5 K; uma transformação isocórica (C ➝ D); uma compressão isotérmica (D ➝ A) à temperatura de 300 K. Para efeitos de cálculo, utilize a constante dos gases ideais R = 8 J/(mol · K) e In 1,5 × 105 ≅ 12. 

Considerando a situação apresentada na Figura 4, analise as seguintes assertivas:

I. O volume do gás no estado A é de 1,6 × 10⁻² m³.

II. A pressão do gás no estado C é de 10³ Pa.

III. O trabalho realizado pelo gás no processo B ➙ C é de aproximadamente 54 kJ.

IV. O trabalho realizado pelo gás no processo A ➙ B é de 210 J.

Quais estão corretas?

Qual é o trabalho para um processo – realizado mediante um conjunto cilindro-pistão – de expansão cuja relação entre a pressão e o volume é PV^1,5=k? Considere a pressão inicial de 300 kPa, o volume inicial de 0,5 m³ e o volume final de 0,6 m³.

Qual é, aproximadamente, a pressão média exercida por um pistão de seção circular de 200 mm sobre um gás incompressível quando é aplicada uma força de 50 N? 

Os ciclos termodinâmicos são fenômenos que envolvem a conversão de energia térmica em trabalho mecânico ou a realização de trabalho mecânico em um sistema. Esses ciclos abrangem uma variedade de configurações e têm aplicações em diversos campos. Um exemplo relevante é o ciclo Diesel, amplamente utilizado em motores de combustão interna. Com base no exposto acima e considerando o ciclo Diesel teórico apresentado no gráfico da Figura 3 abaixo, relacione a Coluna 1 à Coluna 2.
Coluna 1

1. Curva A B 2. Curva BC 3. Curva CD 4. Curva DA
Coluna 2
(  ) Realização de trabalho pelo sistema. ( ) Transformação adiabática. ( ) Rejeição de calor pelo sistema. ( ) Realização de trabalho pelo sistema.
A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é: