Semana 14 Física

Unicamp 2011 - 1a fase
Uma erupção vulcânica pode ser entendida como resultante da ascensão do magma que contém gases dissolvidos, a pressões e temperaturas elevadas. Esta mistura apresenta aspectos diferentes ao longo do percurso, podendo ser esquematicamente representada pela figura abaixo,


onde a coloração escura indica o magma e os discos de coloração clara indicam o gás. Segundo essa figura, pode-se depreender que

ITA 2008
Certa quantidade de oxigênio (considerado aqui como gás ideal) ocupa um volume v1 a uma temperatura T1 e pressão p1. A seguir, toda essa quantidade é comprimida, por meio de um processo adiabático e quase estático, tendo reduzido o seu volume para vf = v1 / 2. Indique o valor do trabalho realizado sobre esse gás.

Unicamp 2009 - 1a fase
O aperfeiçoamento da máquina a vapor ao longo do século XVIII, que atingiu o ápice com o trabalho de James Watt, permitiu a mecanização do modo de produção, desempenhando papel decisivo na revolução industrial. A figura abaixo mostra o diagrama de pressão P versus volume V do cilindro de uma máquina a vapor contendo 1,0 mol de água. Os diferentes trechos do gráfico referem-se a:
1 → 2: água líquida é bombeada até a pressão P2;
2 → 3: a temperatura da água é aumentada pela caldeira a pressão constante;
3 → 4: a água é vaporizada a pressão e temperatura constantes (T3 = 400 K);
4 → 5: o vapor é aquecido a pressão constante, expandindo de V4 a V5;
5 → 6: o vapor sofre expansão sem troca de calor, fazendo com que a temperatura e a pressão sejam reduzidos;
6 → 1: o vapor é condensado com a retirada de calor do cilindro a pressão constante.


a) No ponto 5 o vapor d'água se comporta como um gás ideal. Encontre a temperatura do vapor neste ponto. A constante universal dos gases é R = 8,3 J/molK.
b) Calcule o trabalho realizado pelo vapor d'água no trecho de 4 → 5.

Resposta:

a) 500K
b) W = 750J

Fuvest 2011 - 1a fase
Um laboratório químico descartou um frasco de éter, sem perceber que, em seu interior, havia ainda um resíduo de 7,4 g de éter, parte no estado líquido, parte no estado gasoso. Esse frasco, de 0,8 L de volume, fechado hermeticamente, foi deixado sob o sol e, após um certo tempo, atingiu a temperatura de equilíbrio T = 37oC, valor acima da temperatura de ebulição do éter.
NOTE E ANOTE:
No interior do frasco descartado havia apenas éter.
Massa molar do éter = 74g
K = oC + 273
R (constante universal dos gases) = 0,08 atm . L / (mol. K)
Se todo o éter no estado líquido tivesse evaporado, a pressão dentro do frasco seria:

Fuvest 2009 - 1a fase
Em um "freezer", muitas vezes, é difícil repetir a abertura da porta, pouco tempo após ter sido fechado, devido à diminuição da pressão interna. Essa diminuição ocorre porque o ar que entra, à temperatura ambiente, é rapidamente resfriado até a temperatura de operação, em torno de -18oC. Considerando um "freezer" doméstico, de 280 L, bem vedado, em um ambiente a 27oC e pressão atmosférica P0, a pressão interna poderia atingir o valor mínimo de:
(Considere que todo o ar no interior do "freezer", no instante em que a porta é fechada, está à temperatura do ambiente.)

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