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Exercícios sobre energia interna

Exercícios de Física

Esta lista de exercícios trata sobre uma importante propriedade termodinâmica: a energia interna dos gases ideais, uma grandeza que depende do grau de agitação térmica. Publicado por: Rafael Helerbrock
questão 1

A energia interna de um gás é a medida da energia cinética média de todas suas partículas. A energia interna contida em 2 mols de um gás monoatômico ideal, a uma temperatura de 300 K, é de aproximadamente:

Dados: R = 8,37 J/mol.K.

a) 7,5.10³ J

b) 600,0 J

c) 2,5.10³ J

d) 5,0.10³ J

e) 500,0 J

questão 2

Um gás monoatômico e ideal com volume de 3 m³ é colocado sobre uma pressão de 106 pascal. A energia interna desse gás, em joules, é igual a:

a) 3,0.106 J

b) 1,5.106 J

c) 15,0.106 J

d) 10,0.105 J

e) 30.105 J

questão 3

Em um recipiente adiabático, são colocados 3 mols de um gás diatômico ideal, a uma temperatura de 500 K. A energia interna desse gás é de, aproximadamente:

Dados: R = 8,37 J/mol.K.

a) 3,0.10² J

b) 1,5.103 J

c) 6,3.104 J

d) 4,5.105 J

e) 10,0.102 J

questão 4

Assinale a alternativa incorreta em relação à energia interna de um gás:

a) A energia interna de um gás é a medida da energia cinética média das partículas do gás.

b) A energia interna de um gás depende da quantidade de mols do gás e da sua temperatura absoluta, dada em Kelvin.

c) A energia interna de um gás é diretamente proporcional à sua pressão e ao seu volume.

d) A energia interna de um gás, em unidades do sistema internacional (SI), é medida em joules.

e) Durante transformações isotérmicas, a energia interna de um gás pode aumentar ou diminuir.

respostas
Questão 1

Letra A

A energia interna de um gás monoatômico ideal é dada pela expressão abaixo:

Energia interna do gás ideal

Na expressão acima, U é o número de mols do gás, R é a constante universal dos gases ideais e T é a temperatura média do gás, dada em Kelvin.

De acordo com as informações fornecidas pelo exercício, a energia interna do gás pode ser calculada da seguinte forma:

Cálculo da energia interna do gás – exercício 1

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Questão 2

Letra B

Podemos calcular a energia interna de um gás empregando os valores de pressão e de volume na equação abaixo:

Energia interna de um gás ideal em função da pressão e volume

De acordo com os dados, a energia interna do gás é igual a:

Cálculo da energia interna do gás – exercício 2

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Questão 3

Letra C

É possível calcular a energia interna do gás diatômico ideal por meio da equação abaixo:

Fórmula da energia interna do gás diatômico ideal

De acordo com os dados, temos que a energia interna desse gás é igual a:

Cálculo da energia interna – exercício 3

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Questão 4

Letra E

Nas transformações isotérmicas, a temperatura do gás é mantida constante. Como a energia interna é definida em função dessa grandeza, se a temperatura do gás não se alterar durante uma transformação, a energia interna do gás também permanecerá constante.

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