Universidade Católica de Moçambique

Faculdade de engenharia
Curso de Licenciatura em Engenharia Civil – Diurno

Ano de frequência 1aano

Cadeira física 1

Discentes:
 Lunésio Pinto Novela
 Edson Carlos Matavele
 Jesuel Afonso Tiago
 Apolinário Edgardo Cândido Manuel.

Docente:
MSc. Eng. João Filipe Muchanga.

Chimoio,Maio,2022
 1. Como é que se caracteriza o estado de equilíbrio termodinâmico de um sistema?
R։ O estado de equilíbrio de um sistema caracteriza-se por ter pressão constante,
temperatura constante e sua composição química também constante.

2. Quando é que dois sistemas termodinâmicos estão em equilíbrio térmico?

R։ Dois sistemas estão em equilíbrio térmico se os dois tiverem a mesma temperatura.

3. Se um sistema A não está em equilíbrio térmico com B e se B não está em equilíbrio

térmico com C, quais são as conclusões que se podem inferir, se possível, sobre as
temperaturas TA, TB e TC ? Em particular, pode-se concluir que TA e TC não são iguais?
R։ TA e TC são diferentes.

4. Um gás foi comprimido isotermicamente do volume inicial V1  8 a V2  6 , e a pressão

4
aumentou durante este processo em P  4kPa . Calcule a pressão inicial do gás. [1,2 10 Pa ]

Dados F/R
V1 = 8 P1 .V1 = P2 . V2
V2 = 6 ∆ P= P2 −¿ P1
∆ P= 4kPa P2 = ∆ P +¿ P1
P1 =? V1 . P1 =(∆ P+ P1).V2
∆ P=4.103 Pa 8P1 = (4.103 +¿ P1) 6
8P1 = 24.103 + 6P1
8P1 – 6P1= 24.103
2P1 = 24.103
3
24.10
P1 =
2
P1 =12.103 = 1,2.104 Pa
5. Calcule a temperatura do gás que se encontra num recipiente fechado durante o seu
processo de aquecimento em 1K , tendo a sua temperatura aumentado em 0,4% . [ 250K ]
Dados F/R
T1
T1 = 1K T2 =
0,4 %
1
T2 = ? T2 =
0,4 %
T2 = 250K

6. O gráfico ao lado representa transformações de um certo gás ideal. A temperatura do gás em

B é de 67ºC. (a) Identifique as transformações de A para B e de B para C. (b) Determine a
temperatura do gás em A e em C . [  103º C ; 67º C ]

P (105Pa)

A B
2,0

C
0,5

1 4 V (10-3m3)

Dados
TB =67ºC=340K
a) A transformação AB é isobárica e BC é isotérmica.
b) TA = ?
TC = 67ºC
7. Dados F/R b) V=? ,T =20ºC=293K, P=1atm
P1. V 1 P3. V 3
V1 = 3dm3 P1 . V1 = P2 . V2 =
T1 T3

3.1 1.3 1.V 3

T1 = 0ºC=273K V2 = =
2 273 293
P1 = 1atm a) V2= 1,5 273V3 =3.293
879
a) V2 =? V3 = =3,22
273
P2 = 2atm

8. Dados: F/R
P1 P2
T1 =27ºC=300K =
T1 T2

300.3. 105
P1 =1.105N/m2 T2= 5
10
5
900.10
P2=3.105N/m2 T2=
10 5
T2=? T2=900K

9. Dados: a) F/R b) F/R

P1. V 1 P2. V 2 P2. V 2
P1=3atm = =
T1 T2 T2
P3. V 3
T3

3.3 3,5 P2 3,86.3,5 2 V 3

V1=3 = =
300 450 450 250
T1=27ºC=300K 3,5P2.300=9.450 450.2V3=250.13,51
 3377,5
a)P2=?,V2=3,5e T2=177ºC=450K 1050P2=4050 V3=
900
=3,75
4050
b) V3=? P3=2atm e T3= -23ºC=250K P2= =3,86atm
1050

10. Dados
P.V
V=const =n . R
T
T1=227ºC=500K P.V=n.RT
T2=327ºC=600K n1.T1=nB.TB.R
n=? 6.500=600
3000
R=8,31J/K.mol n2=
4986
n2=0,6≈ 1mol

11.Dados F/R F/R

P 1 . V 1 P2 .V 2
V1=50a) = 
T1 T2
b) P.V=nRT
10.50 V
T1=70ºC=343K = 398=0,082.273.n
343 273
 500 V
P1=10atm = 398=22,386.n
343 273
398
T2=0ºC=273K 343V=500.273 n= =17,778 mols
22,386
136500
a)V2=? V= =397,959 n=17,8mols
343
P2=1atm V≈ 398 
T2=0ºC=273K
b) n=?
R=0,082atm/K

12. Dados F/R F/R

P 1 . V 1 P2 .V 2
μ=32g/mol = b) P.V=nRT
T1 T2
1,5.2 2.3
V1=2 293 = T 
2
1,5.2=0,082.293.n

3
P1=1,5atm 3.T2=293.6 n=
24,026
1758
T1=20ºC=293K T2= n=0,125mols
3
P2=2atm T2=586K m=?
V2=3586=t+273
m
n=
M
m
R=0,82atm/mol.K t=586-273 0,125=
32
a) t=313ºC m=0,125.32
m=4g
13.Dados F/R
m=2,96g P.V=nRT
m. RT
V=1P.V=
M
m
T=680K P.V= RT
M
2,96.0,082.680
P=O,603K 0,603.1=
M
M=? 0,603=165,0496
m
n= 165,0496=0,603M
M
165,0496
R=0,082 atm/K M=
0,603
M= 273,714
=2737g/mol

14.Dados F/R F/R

Q Q
m=200g a) c= C=
m. ∆ T ∆T
600 600Cal
Q=600Cal c= C=
200.(60−20) 40 ºC
600
T1=20ºC c= =0,75 Cal /gºC C=150 Cal/ºC
8000
T2=60ºC
a) c=? Cal/gºC
b) C=? Cal/ºC

15.Dados F/R F/R

Q Q
m=50g C= c=
T m. ∆ T
 300 300
Q=300Cal C= c=
20−(−10) 30 ¿¿
300 300
T1= -10ºC C= c=
30 50.30
300
C=? C=10 Cal/ºC c= =0,2Cal /ºC
1500
c=?
T2=20ºC

16. Dados F/R

Q
m=1kg c=
m. ∆ T
Q
c=0,6Cal/gºC ∆T=
m. c
1200
T1= -30ºC T2-(-30) =
1000.o ,6
1200
Q=12000Cal T2+30=
600
T2=? T2= -10ºC

17.Dados F/R F/R

Q Q
Q=300Cal c= C=
m. ∆ T ∆T
300 300
T=30ºC c= C=
50.30 30
300
m=50g c= =0,2Cal / gºC C=10Cal/gºC
1500
a) c=?
b) C=?
18. Metal Água
Q Q
P= P=P P=
∆T ∆T
m. c M . ∆ T m. c A . ∆ T
Q=P. ∆ T P= =¿P= Q=P. ∆ T
3 12
cM 1
Q=P.3=m.cM.∆ T = ⇒12 c M =3 Q=P.12=m.cA.∆ T
3 12
m. c M . ∆ T 3 m. c A . ∆ T
P= c M= =0,25Cal / gº C P=
3 12 12

19. Ferro Água Q1+Q2=0

m=500g m=500g m.c.∆ T +m.c.∆ T =0
c=0,1 c=1 500.0,1.(T2-42)+500.1.( T2-42)=0
T1=42ºC T1=20ºC 50T2-2100+500T2-10000=0
T2=? T2=? 550T2=12100
12100
∆ T=T2-42 ∆ T=T2-20 T2= =¿T2=22ºC
550

20. Certa quantidade de um gás ideal monoatômico

sofre o processo termodinâmico AB indicado no
gráfico ao lado. Sendo R = 8,31 J/mol.K e = 600 K
a temperatura inicial do gás, determine:
a) O número de mols do gás.
b) A temperatura final .
c) A variação de energia interna que o gás sofre no
processo.
d) O trabalho realizado sobre o gás na compressão do
estado A para o estado B.
e) A quantidade de calor que o gás troca com o
ambiente no processo AB. [(a) 0,6mol ; (b ) 80K ;
(c )  3,9 10 3 J ; (d) 1,4 10 3 J ; (e)  5,3 10 3 J ]

Dados F/R F/R

 P A .V A
R=8,31J/mol.K a) =n . R b) TB=?
TA
3
10.10 .0,3 P A .V A P B .V B
TA=600K =8.31 . n =
600 TA TB
3 3
3.103 3 10.10 4. 10 .0,1
=
a) n=? =0,006. 10
4986 600 TB

3.103 0,4. 103

PA=10.103N/m3 n=0,6mol =
600 TB

PB=4.103N/m3 3.103TB=240.103
3
240.10
VB=0,1m 3
TB= 3
3.10
VA=0,3m3 TB=80.103 .10−3
TB=80K

F/R F/R
(b+ B)
c) ∆ μ =Q-W d) Atrap = .h
2
3 nR(T B −T A ) ( 4+ 10 )
∆ μ= Atrap = .(−0,2)
2 2
3.0,6 .8,31 .(80−600)
∆ μ= Atrap =14.(-0,1)
2
∆ μ=1,5.0,6 .8,31.(−520) Atrap=-1,4.103J
∆ μ=0,9.(−4321,2)
∆ μ=−3899,08 J
3
∆ μ ≈−3,9.10 J

F/R
e) ∆ μ =Q-W
Q=∆ μ+W
Q=-3,0.103+(-1,4.103)
Q=-3,9.103–1,4.103
Q=-5,3.103 Cal.