Questões de Concurso sobre 1ª Lei da Termodinâmica

Em uma caldeira, a partir da queima de um combustível (1), é liberado vapor em alta pressão. O vapor passa, em seguida, por entre as pás de uma turbina, fazendo-as girar e produzindo, assim, energia mecânica (2). Após transferir parte de sua energia para movimentar as pás da turbina, o vapor esfria um pouco e passa por uma serpentina para se condensar (3). Depois disso, retorna à caldeira para tornar-se vapor (4).

As situações 1 a 4, descritas no texto, estão relacionadas aos processos de transformação de energia (I) e de mudanças de estado físico (II). A associação entre as situações 1 a 4 e os processos I e II está corretamente indicada em:

Qual é o procedimento correto após atingir o vácuo desejado em um sistema de refrigeração?

Um sistema composto por um pistão com êmbolo móvel, ao ser aquecido, realiza uma expansão isobárica de 1 litro sob pressão de 2,0.10⁵ Pa. Se nessa transformação o gás recebeu 100 cal de calor, é correto afirmar que a variação da sua energia interna foi de

(Adote 1 cal = 4,2 J.)

Um recipiente rígido contém 2,0 mol de um gás ideal monoatômico, inicialmente a T = 300 K. O gás é aquecido até T'= 600 K, mantendo-se o volume constante. Sabe-se que, para gases ideais, a energia interna total é proporcional à temperatura absoluta e depende do número de graus de liberdade de cada molécula.

Considerando R = 8,314 J/(mol-K), determine a variação da energia interna do gás nesse processo.

Conforme Rocha, Rosa e Cardoso, leia os enunciados a seguir e destaque posteriormente a alternativa correta.

I – A primeira lei da termodinâmica prediz que a quantidade de energia total de um sistema é constante, mesmo que ocorra transformação de sua forma dentro do sistema.

II - Os valores de transformação de calor para energia térmica em mecânica ocorrem com eficiência maior que 50%, significando que o sistema perde calor para o ambiente.

III - Nos primeiros experimentos para medir energia, o sistema métrico adotado foi o joule (J), definido como a quantidade de energia necessária para elevar um grama de água de 14,5 °C para 15,5 °C em condições normais de pressão e temperatura.

IV - Os problemas do século XXI relacionados com os problemas referentes ao uso de energia são análogos aos vivenciados pelo homem no início da humanidade, quando ele começou a usar o fogo.

A primeira lei da termodinâmica enuncia que a energia não pode ser criada ou destruída, mas pode ser transformada de uma forma para outra, ou transferida entre sistemas e vizinhanças.

De acordo com a primeira lei, deve-se considerar a natureza da energia e suas diversas formas, particularmente a energia cinética e a energia potencial, assim como, as unidades utilizadas na medição de energia e o fato de que ela pode ser usada para realizar trabalho ou transferir calor.

Considerando o estudo da energia e suas transformações, analise as assertivas a seguir:

I. A magnitude da energia cinética, Ec, de um objeto depende de sua massa, m, e da sua velocidade, v, de acordo com a equação:

Ec = $\frac{1}{2}$ mv²

II. Um objeto tem energia cinética em virtude da sua posição em relação a outros objetos.

III. Um carro que se movimenta a 100 quilômetros por hora (km/h) tem maior energia cinética do que um carro a 50 km/h.

IV. A energia potencial é a energia “armazenada” que surge a partir de atrações e repulsões que um objeto sofre em relação a outros.

V. Energia cinética é convertida em energia potencial quando um ciclista, inicialmente posicionado no topo de uma colina, desce facilmente o morro com velocidade constante.

De acordo com os itens acima, estão INCORRETOS apenas:

Analise o diagrama PV abaixo.

O diagrama acima representa as transformações termodinâmicas sofridas pela mistura gasolina-ar em um motor de combustão interna (usado em automóveis), que são detalhadas a seguir:

1) processo AB: compressão adiabática;

2) processo BC: aquecimento isovolumétrico;

3) processo CD: expansão adiabática; e

4) processo DA: resfriamento isovolumétrico.

Com base nessas informações e considerando que Q_BC e Q_DA são, respectivamente, os módulos dos calores trocados entre o gás e o meio externo nos processos BC e DA, assinale a opção que apresenta a expressão correta para O cálculo do rendimento do ciclo.

A respeito das leis da termodinâmica, analise as afirmativas.

I. Três sistemas isolados termicamente, em equilíbrio térmico entre si, podem continuar trocando calor.

II. Num sistema termicamente isolado, o trabalho realizado para levar o sistema de um estado termodinâmico inicial para um final não deve depender do caminho.

III. A primeira lei da termodinâmica, ao incluir o calor como forma de energia, consiste em uma generalização do princípio de conservação de energia.

IV. Uma máquina térmica é capaz de absorver calor de uma fonte quente e produzir uma quantidade de trabalho equivalente ao calor absorvido.

V. O calor sempre flui de um corpo mais quente para outro mais frio devido à entropia.

Estão corretas as afirmativas

Um sistema contendo uma massa de gás pode sofrer transformações termodinâmicas quando absorve ou cede uma quantidade de calor Q; quando um trabalho W é realizado pelo sistema ou sobre o sistema; e quando o sistema sofre uma variação de sua energia interna $△$U. Se considerarmos um sistema contendo uma massa fixa (n constante) de gás ideal, é correto afirmar que:

A primeira lei da termodinâmica é uma aplicação do seguinte princípio da 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

Como destaca a primeira lei da Termodinâmica, a energia pode ser transformada de uma forma para outra, mas não pode ser criada ou destruída.

Um exemplo dessa transformação é a conversão de energia cinética em energia elétrica, que pode ser observada

Qual dos seguintes princípios da Física afirma que a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada ou transferida?

Se dois corpos A e B estão em equilíbrio térmico com um terceiro corpo C, dizemos que A e B estão em equilíbrio térmico entre si. Esse enunciado corresponde à qual lei da Termodinâmica?

A primeira lei da termodinâmica afirma que a quantidade de calor que um sistema troca é igual à soma do trabalho realizado pelo sistema ou sobre o sistema com a variação de energia interna. Considere que um sistema termodinâmico receba 1.000 calorias de uma fonte de calor e realize 500 calorias de trabalho. Qual será a variação de sua energia interna nessas condições?

De acordo com a primeira lei da termodinâmica, a energia interna total do sistema composto pela xícara de café e o copo de água permanecerá constante durante o processo de equilíbrio térmico.

Assinale a alternativa que completa a frase abaixo:

“A ......................................... é uma aplicação do princípio da conservação da energia para os sistemas termodinâmicos. De acordo com essa lei, a variação da energia interna de um sistema termodinâmico equivale à diferença entre quantidade de calor absorvido pelo sistema e o trabalho por ele realizado.”

Assinale a alternativa que completa corretamente a lacuna do texto.

As leis fundamentais da termodinâmica regem o modo como o calor se transforma em trabalho e vice-versa. Sobre as leis fundamentais da termodinâmica, analise o quadro a seguir e preenche corretamente:

Assinale a alternativa correta:

Na figura abaixo, adaptada de Odum (2019), pode-se observar o fluxo de energia através de uma folha, em que a energia solar é indicada por A, a energia dissipada é representada por B, e a energia presente na folha e concentrada em seu açúcar (celulose) é indicado por C. Sobre o sistema representado, é correto afirmar que a:

A primeira lei da termodinâmica afirma que a energia total de um sistema isolado é sempre constante, independentemente de processos internos.