LISTA DE EXERCÍCIOS SOBRE ENERGIA CINÉTICA E TEOREMA DA ENERGIA CINÉTICA

LISTA DE EXERCÍCIOS SOBRE ENERGIA CINÉTICA E TEOREMA DA ENERGIA CINÉTICA

Exercícios básicos

Ex 1:
Qual é a energia cinética de um carro de massa 800 kg e que se desloca com velocidade constante de 72 km/h?

Ex 2:
Um corpo possui, num certo instante t₁, velocidade v e energia cinética igual a 20 J. Num instante posterior t₂ sua velocidade passa a ser 2v. Determine:
a) a energia cinética do corpo no instante t₂;
b) o trabalho da força resultante que age no corpo entre os instantes t₁ e t₂.

Ex 3:
Uma partícula, de massa m = 200 g, é lançada obliquamente do solo com velocidade de intensidade v₀ = 20 m/s, formando com a horizontal um ângulo θ= 60º. Determine a energia cinética da partícula no instante em que atinge a altura máxima. 
 

Ex 4:
Sob ação de uma força vertical de intensidade F = 15 N, um bloco de peso P = 10 N é levado, a partir do repouso, do solo até uma posição de altura h = 1,6 m, onde chega com velocidade v. Determine v. 
É dado g = 10 m/s².
 
Ex 5:
O plano inclinado da figura possui 30 m de comprimento e 2,0 m de altura. Um pequeno bloco de massa m = 1,0 kg parte do repouso do ponto A e atinge o ponto B com velocidade v = 4,0 m/s. 
Sendo g = 10 m/s², determine:
a) o trabalho da força de atrito entre o corpo e o plano;
b) a intensidade da força de atrito. 

Exercícios de Revisão
Ex 1:
(AFA-SP)
Um corpo de massa m = 2,0 kg e velocidade inicial v₀ = 2,0 m/s desloca-se por 3,0 m em linha reta e adquire velocidade final de 3,0 m/s. O₂trabalho realizado pela resultante das forças que atuam sobre o corpo e₂a força resultante valem respectivamente:

a) 0,0 J; 0,0 N.
b) 1,0 J; 1,7 N.
c) 1,6 J; 5,0 N.
d) 5,0 J; 1,7 N.


Ex 2:
(FURG-RS)
Um ponto material de massa 2 kg encontra-se em repouso sobre uma superfície plana, horizontal e sem atrito. Em determinado instante, uma força horizontal passa a atuar sobre ele. Esta força mantém sempre a mesma direção. Se o gráfico da figura representa a intensidade desta força em função da posição d do ponto material, qual o valor da sua velocidade quando d = 4 m?

a) 8 m/s.
b) 10 m/s.
c) 18 m/s.
d) 64 m/s.
e) 72 m/s.
 
Ex 3:
(Vunesp)
Uma pedra é lançada por um garoto segundo uma direção que forma ângulo de 60° com a horizontal e com energia cinética inicial E. Sabendo que cos 60° = 1/2 e supondo que a pedra esteja sujeita exclusivamente à ação da gravidade, o valor de sua energia cinética no ponto mais alto da trajetória vale:

a) zero.
b) E/4
c) E/2
d) 3E/4
e) E

Ex 4:
(UFC-CE)
Um bloco de massa m = 2,0 kg é liberado do repouso, no alto de um edifício de 130 metros de altura. Após cair 120 metros, o bloco atinge sua velocidade terminal, de 20 m/s, por causa da resistência do ar. Use g = 10 m/s² para a aceleração da gravidade. Determine:

a) o trabalho realizado pela força devida à resistência do ar ao longo dos primeiros 120 metros de queda.
b) o trabalho total realizado sobre o bloco nos últimos 10 metros de queda.

Ex 5:
(Mackenzie)
Um aluno observa em certo instante um bloco com velocidade de 5 m/s sobre uma superfície plana e horizontal. Esse bloco desliza sobre essa superfície e para após percorrer 5 m. Sendo g = 10 m/s², o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície é

a) 0,75      b) 0,60      c) 0,45      d) 0,37      e) 0,25

FICHAMENTOS

TRABALHO E ENERGIA

TRABALHO DE UMA FORÇA

ENERGIA CINÉTICA

ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL

POTÊNCIA MECÂNICA

COMO FACILITAR O TRABALHO

ELETRODINÂMICA

GERADOR ELÉTRICO

BATERIA E PILHA

ONDULATÓRIA

DIFERENTES FORMAS DE COMUNICAÇÃO

TRANSMISSÃO AÉREA DE INFORMAÇÕES

ONDAS DE RÁDIO, ONDAS DO RÁDIO

ONDAS ELETRICIDADE E VICE E VERSA

TELEVISOR E AS ONDAS

LUZ, ELETRICIDADE, ELETRICIDADE E LUZ

RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA

CALORIMETRIA

MEDIDAS DE TEMPERATURA

DILATAÇÃO TÉRMICA

TRANSPORTANDO O CALOR

CERCANDO O CALOR

TERMODINÂMICA

MOTOR A COMBUSTÃO

LISTA DE EXERCÍCIOS SOBRE SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA

LISTA DE EXERCÍCIOS SOBRE

 SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA (I)

Exercícios básicos

Exercício 1:
Uma máquina térmica recebe da fonte quente, em cada ciclo, uma quantidade de calor de 400 cal e rejeita 320 cal para a fonte fria. Determine:

a) o trabalho que a máquina realiza em cada ciclo. Dê a resposta em joules. 
b) o rendimento da máquina em questão. 
Dado: 1 cal = 4,18 J



Exercício 2:
Uma máquina térmica recebe da fonte quente, em cada ciclo, uma quantidade de calor de 2000 J. Sabendo-se que o rendimento da máquina é de 10 %, determine:

a) o trabalho que a máquina realiza em cada ciclo. 
b) a quantidade de calor rejeitada para a fonte fria.



Exercício 3:
Considere uma máquina térmica teórica funcionando segundo o ciclo de Carnot entre as temperaturas de 327 °C e 127 °C, apresentando um trabalho útil de 800 J por ciclo. Determine, para essa máquina teórica:

a) o rendimento
b) a quantidade de calor que, em cada ciclo é retirada da fonte quente
c) a quantidade de calor rejeitada por ciclo para a fonte fria.



Exercício 4:
É possível construir uma máquina térmica, operando entre as temperaturas de 400 K e 300 K, que forneça 800 J de trabalho útil, retirando 2000 J da fonte quente?


Exercício 5:
Qual deveria ser a temperatura da fonte fria para que uma máquina térmica, funcionando segundo o ciclo de Carnot, tivesse rendimento de 100 %? Esta temperatura é atingível na prática? Tal máquina contraria a Segunda Lei da Termodinâmica? Explique.



Exercícios de revisão

Revisão/Ex 1:
(PUC-RS)
O Segundo Princípio da Termodinâmica pode ser enunciado da seguinte  forma: “Nenhuma máquina térmica, operando em ciclo, pode transformar em _______ todo o __________ a ela fornecido”.

a) calor - trabalho         
b) trabalho - calor         
c) força - calor 
d) força - impulso
e) trabalho - impulso



Revisão/Ex 2:
(UFRGS)
Uma máquina térmica ideal opera recebendo 450 J de uma fonte de calor e liberando 300 J no ambiente. Uma segunda máquina térmica ideal opera recebendo 600 J e liberando 450 J. Se dividirmos o rendimento da segunda máquina pelo rendimento da primeira máquina, obteremos:

a) 1,50.          b) 1,33.          c) 1,00.          d) 0,75.          e) 0,25.



Revisão/Ex 3:
(UFC-CE)
A figura a seguir mostra um ciclo de Carnot, representado no diagrama p-V.

Se no trecho b→c, desse ciclo, o sistema fornece 60 J de trabalho ao meio externo, então é verdade que, nesse trecho:

a) o sistema recebe 60 J de calor e sua energia interna diminui. 
b) o sistema recebe 60 J de calor e sua energia interna não varia.
c) o sistema rejeita 60 J de calor e sua energia interna não varia.
d) não há troca de calor e sua energia interna aumenta de 60 J.
e) não há troca de calor e sua energia interna diminui de 60 J.



Revisão/Ex 4:
(ITA-SP)
Uma máquina térmica reversível (máquina de Carnot) opera entre dois reservatórios térmicos de temperaturas 100 °C e 127 °C, respectivamente, gerando gases aquecidos para acionar uma turbina. A eficiência dessa máquina é melhor representada por

a) 68%.      b) 6,8%.      c) 0,68%.        d) 21%.      e) 2,1%.



Revisão/Ex 5:
(UFLA-MG)
Uma empresa propõe construir um motor térmico projetado para operar entre dois reservatórios de calor, sendo o quente à temperatura T₁ = 1.600 K e o frio a T₂ = 400 K. O projeto prevê, para o motor, uma potência de 4 cv, com absorção de 1.480 cal/s do reservatório quente. 
Dados: 1 cv = 740 W e 1 cal = 4 J.

a) Calcule o rendimento do referido motor.
b) Calcule o rendimento de um motor de Carnot, operando entre os mesmos reservatórios de calor.
c) O motor proposto é viável teoricamente? Justifique sua resposta.

LISTA DE EXERCÍCIOS SOBRE TERMODINÂMICA (ζ)

LISTA DE EXERCÍCIOS SOBRE

 TERMODINÂMICA (ζ)

Exercícios básicos

Ex 1:

Um gás sofre uma transformação A => B, representada nos ítens a, b e c, abaixo e uma transformação A => B => C, nos ítens d e e. Em cada caso indicado, responda se o gás realiza, recebe ou não troca trabalho com o meio exterior.

 

Ex 2:
Um gás sofre uma transformação A => B conforme indica o diagrama p x V. Calcule o trabalho que o gás troca com o meio exterior.

Ex 3:
Um gás sofre uma transformação A => B conforme indica o diagrama p x T. Calcule o trabalho que o gás troca com o meio exterior.

Ex 4:
Um gás sofre uma transformação A => B => C conforme indica o diagrama p x V. Calcule o trabalho que o gás troca com o meio exterior nas etapas A => B e B => C.

Ex 5:
Um gás sofre ume transformação cíclica ABCDA, conforme indicado no diagrama p x V. 
a) Sendo T_A = 300 K a temperatura no estado representado pelo ponto A, determine as temperaturas em B, C e D. 
b) Calcule o trabalho que o gás troca com o meio exterior ao percorrer o ciclo. Neste ciclo o gás realiza ou recebe trabalho do meio exterior?

Exercícios de revisão

Ex 1:
(UFES)
Um gás é submetido ao processo ABC indicado no gráfico p x V. O trabalho total realizado pelo gás, nesse processo, é:

a) 4p₀V₀     b) 6p₀V₀     c) 9p₀V₀     d) -4p₀V₀     e) -9p₀V₀


Ex 2:
(UNIRIO-RJ)
O gráfico mostra uma transformação ABC sofrida por certa massa de gás ideal (ou perfeito), partindo da temperatura inicial 300 K.

Determine:

a) a temperatura do gás no estado C
b) o trabalho realizado pelo gás na transformação AB

Ex 3:
(Unifesp)
O diagrama PV da figura mostra a transição de um sistema termodinâmico de um estado inicial A para o estado final B, segundo três caminhos possíveis. O caminho pelo qual o gás realiza o menor trabalho e a expressão correspondente são, respectivamente: 

a) A→C→B e P₁ (V₂ - V₁).
b) A→D→B e P₂ (V₂ - V₁).
c) A→B e (P₁ + P₂) (V₂ - V₁)/2.
d) A→B e (P₁ - P₂) (V₂ - V₁)/2.
e) A→D→B e (P₁ + P₂) (V₂ - V₁)/2.



Ex 4:
(UEL-PR)
Uma dada massa de gás perfeito realiza uma transformação cíclica, como está representada no gráfico pV a seguir. O trabalho realizado pelo gás ao descrever o ciclo ABCA, em joules, vale:

a) 3,0.10^-1.
b) 4,0.10^-1.
c) 6,0.10^-1.
d) 8,0.10^-1.
e) 9,0.10^-1.

Ex 5:
(PUC-SP)
O diagrama representa uma transformação cíclica de um gás perfeito.

Uma máquina opera segundo este ciclo à taxa de 50 ciclos por minuto. A potência dessa máquina será igual a:

a) 1.10⁴  W        b) 5.10⁴  W       c) 1.10³  W       d) 5.10⁵  W      e) 5.10² W

LISTA DE EXERCÍCIOS SOBRE PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA (I)

LISTA DE EXERCÍCIOS SOBRE

 PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA (I)

Exercícios básicos

Ex 1:
Numa transformação isocórica, uma determinada massa de gás recebe a quantidade de calor igual a 1000 J.

a) Determine o trabalho que o gás troca com o meio exterior e a correspondente variação de energia interna. 
b) Como se modificariam as respostas anteriores se o gás cedesse uma quantidade de calor de módulo 1000 J?



Ex 2:
Numa transformação isotérmica, uma determinada massa de gás recebe a quantidade de calor igual a 1000 J.

a) Determine o trabalho que o gás troca com o meio exterior e a correspondente variação de energia interna. 
b) Como se modificariam as respostas anteriores se o gás cedesse uma quantidade de calor de módulo 1000 J?

Ex 3:
Numa transformação isobárica, 2 mols de um gás perfeito monoatômico recebem uma certa quantidade de calor e consequentemente sua temperatura varia de 300 K a 400 K. Determine:
x
a) o trabalho que o gás troca com o meio exterior;
b) a correspondente variação de energia interna;
c) a quantidade de calor recebida 
Dado: R = 8,31 J/mol.K 


Ex 4:
Numa transformação adiabática, uma determinada massa de gás realiza sobre o meio exterior um trabalho de 1000 J.

a) Determine a quantidade de calor  que o gás troca com o meio exterior e a correspondente variação de energia interna. 
b) Como se modificariam as respostas anteriores se o gás recebesse do meio exterior um trabalho de módulo 1000 J?

Ex 5:
Um gás sofre uma compressão ou uma expansão muito rápida. Sendo o intervalo de tempo no qual ocorre a transformação muito pequeno não há tempo para o gás trocar calor com o meio exterior. Nestas condições, a transformação é considerada adiabática.

a) Analise o que ocorre, numa compressão adiabática, com a temperatura T, a energia interna U e a pressão p, dizendo se estas grandezas aumentam ou diminuem? Cite exemplos do dia a dia onde ocorre tal transformação.
b) Analise o que ocorre, numa expansão adiabática, com a temperatura T, a energia interna U e a pressão p, dizendo se estas grandezas aumentam ou diminuem? Cite exemplos do dia a dia onde ocorre tal transformação.

Exercícios de revisão

Ex 1:
(UF Santa Maria-RS)
Um gás ideal sofre uma transformação: absorve 50 cal de energia na forma de calor e expande-se realizando um trabalho de 300 J. Considerando 1 cal = 4,2 J, a variação da energia interna do gás é, em J, de:

a) 250        b) –250        c) 510        d) –90        e) 90



Ex 2:
(UFLA-MG)
O diagrama pV da figura mostra uma transformação sofrida por 0,4 mol de um gás monoatômico ideal. 

Considerando T_A = 300 K e T_B = 900 K, a quantidade de calor envolvida na transformação será (considere 1 cal = 4 J e R = 2 cal/mol.K):

 a) 220 cal      b) -1.220 cal      c) 2.500 cal      d) -2.500 cal      e) 1.220 cal



Ex 3:
(UFRGS)
É correto afirmar que, durante a expansão isotérmica de uma amostra de gás ideal:

a) a energia cinética média das moléculas do gás aumenta.
b) o calor absorvido pelo gás é nulo.
c) o trabalho realizado pelo gás é nulo.
d) o trabalho realizado pelo gás é igual à variação da sua energia interna.
e) o trabalho realizado pelo gás é igual ao calor absorvido pelo mesmo.


Ex 4:
(U.F.Uberlândia-MG)
Um gás ideal é comprimido tão rapidamente que o calor trocado com o meio é desprezível. É correto afirmar que:

a) a temperatura do gás diminui
b) o gás realiza trabalho para o meio exterior
c) a energia interna do gás aumenta
d) o volume do gás aumenta
e) a pressão do gás diminui



Ex 5:
(URCA)
Quando um sistema termodinâmico vai de um estado A para um estado B sua energia interna aumenta de 200 J. Ao retornar ao estado A o sistema cede 80 J de calor à sua vizinhança e realiza trabalho τ. O valor de τ é:

a) 120 J;
b) -120 J;
c) 120 cal;
d) 80 J;
e) 200 J.