Atualizado em: 27 abril 2015

Termodinâmica - Exercícios Resolvidos

Conheça um pouco mais sobre a termodinâmica e confira alguns dos exercícios resolvidos para auxiliar você em seus estudos diários.
Você Sabia?
Em 1650, Guericke, um grande físico da época, construiu um projeto da primeira bomba a vácuo no mundo, feita com um vácuo artificial através dos hemisférios de Magdeburgo, formando uma esfera.

A termodinâmica estuda a causa da temperatura, pressão e volume. (Divulgação)

Para os amantes de física  e que vivem estudando, nós separamos um post com alguns exercícios resolvidos de termodinâmica para poder te ajudar a aprofundar mais o seu conhecimento nessa área.

Brevemente falando, a termodinâmica é um dos ramos da física que estuda as relações do calor e do trabalho realizado num determinado processo físico, envolvendo um corpo.

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Leis da termodinâmica

Através de toda essa variação de temperatura, pressão e volume, a primeira lei da termodinâmica relata essa variação entre a energia interna de um sistema que pode ser expresso através de diferenças no calor trocado com um meio externo todo ele realizado, tornando essa transformação única. A sua segunda lei é relatada por um grande físico que faz restrições para cada transformação realizada pelas máquinas térmicas, como o motor da sua geladeira de casa. É preciso estar atento e saber que o sistema realiza as conversões de calor em trabalho conjunto com o ciclos entre a fonte quente e a outra fria, formando tudo isso em um sistema continuo.

Exercícios resolvidos

1 – Qual a energia interna de 1,5 mols de um gás perfeito na temperatura de 20°C? Conisdere R=8,31 J/mol.K.

Conversão da temperatura da escala Celsius para Kelvin:

  • T = 273 + 0°
  • T = 273 + 20
  • T = 293K

Equação da energia interna:

  • U = 3/2 nRT
  • U = 3/2 . 1,5 . 8,31 . 293
  • U = 5,47 kJ

2 – Uma máquina que opera em ciclo de Carnot tem a temperatura de sua fonte quente igual a 330°C e fonte fria à 10°C. Qual é o rendimento dessa máquina?

Solução:

  • N = 1 – T²/T¹

T¹ = Temperatura quente
T² = Temperatura Fria

  • T¹ = 273 + 330 = 603K
  • T² = 273 + 10 = 283K

Logo Sabemos:

  • N = 1 – 283K / 603K
  • N ~ 0,53 = 53%

3 – Em uma máquina térmica são fornecidos 3kJ de calor pela fonte quente para o início do ciclo e 780J passam para a fonte fria. Qual o trabalho realizado pela máquina, se considerarmos que toda a energia que não é transformada em calor passa a realizar trabalho?

Anuncio e Valores:

  • T = | Q¹ | – | Q² |
  • T = 3000J – 780J
  • T = 22220J

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