Questões de Concurso

Uma certa quantidade de gás ideal executa o ciclo termodinâmico ABCDA no sentido horário, conforme ilustrado na figura abaixo.



Considerando os dados apresentados na figura e no enunciado, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do trabalho total w realizado pelo gás ao longo de todo o ciclo ABCDA.

A transmissão de calor entre dois corpos ou entre as moléculas de um mesmo corpo sofre influência direta do tipo de material combustível que está sendo aquecido, da capacidade que esse material possui de absorver e reter calor e da distância entre a fonte de calor e o material aquecido. São conhecidas três formas de transmissão de calor. Assinale a alternativa que apresenta corretamente essas formas:

Um disco metálico de raio R tem um orifício central e concêntrico de raio r, quando a temperatura é θ₀ .

O aquecimento uniforme desse disco até a temperatura θ causa um aumento ΔR em seu raio R. Esse mesmo aquecimento causa no raio r do orifício central

Um professor de Física apresenta aos alunos a situaçãoproblema a seguir. “Um bloco de gelo a 0 °C é colocado em um calorímetro ideal contendo água líquida também a 0 °C.

O sistema é isolado termicamente do ambiente, mantido à pressão atmosférica e deixado em repouso por tempo prolongado.” Três alunos apresentam previsões diferentes:

• Aluno 1: “Nada acontecerá, pois ambos estão na mesma temperatura e não há diferença térmica para promover transferência de calor.”

• Aluno 2: “O gelo derreterá parcialmente, pois o estado líquido é termodinamicamente mais estável que o sólido à pressão atmosférica, mesmo a 0 °C.”

• Aluno 3: “Parte da água líquida congelará, pois o sistema busca o estado de menor energia interna, e o gelo possui menor energia interna que a água líquida à mesma temperatura.”

Do ponto de vista termodinâmico rigoroso, considerando as propriedades da água e os princípios das leis da Termodinâmica, o professor conclui corretamente que:

Na análise termodinâmica de motores reais, frequentemente utiliza-se o conceito de processo politrópico, no qual PVⁿ = constante, onde n é o índice politrópico. Este modelo generaliza processos termodinâmicos básicos: n = 0 (isobárico), n = 1 (isotérmico), n = γ (adiabático), n → ∞ (isocórico).

Um professor ao lecionar termodinâmica avançada apresenta um ciclo termodinâmico composto por quatro processos politrópicos sucessivos formando um ciclo fechado: (1→2) expansão com n₁ = 1,2; (2→3) resfriamento com n₂ = 1,5; (3→4) compressão com n₃ = 1,3; (4→1) aquecimento com n₄.

Para que este ciclo seja termodinamicamente possível (retorne ao estado inicial), qual deve ser aproximadamente o valor de n₄, sabendo que P₁V₁¹'² = P₂V₂¹'², P₂V₂¹'⁵ = P₃V₃¹'⁵, P₃V₃¹'³ = P₄V₄¹'³?