Questões: Primeira Lei da Termodinâmica

A Primeira Lei da Termodinâmica relaciona o calor, o trabalho realizado e a variação de energia interna de um sistema. Essa lei é fundamental para entender os princípios da energia. No contexto de processos térmicos, o conhecimento da primeira lei é crucial para resolver questões práticas e teóricas.

Nesta seção, você encontrará questões desafiadoras sobre a Primeira Lei da Termodinâmica, que exigem raciocínio crítico e aplicação dos conceitos fundamentais. A familiarização com esse conteúdo pode contribuir para um desempenho convincente em vestibulares e no ENEM.

É importante destacar que compreender como a energia se transforma e se conserva é essencial para o domínio da física. A aplicação prática desses conceitos pode ser observada em diversas situações do cotidiano.

[quiz] 01) Um gás ideal passa por um processo em que 200 J de calor são adicionados a ele e realiza um trabalho de 50 J. Assinale a alternativa que mostra a variação da energia interna desse gás, de acordo com a Primeira Lei da Termodinâmica.

a) 250 J. b) 150 J. c) 100 J. d) 50 J. e) 300 J. [/quiz] Resolução Detalhada: Para encontrar a variação da energia interna, utilizamos a fórmula ΔU = Q - W. Com Q = 200 J e W = 50 J, temos: ΔU = 200 J - 50 J = 150 J.

[quiz] 02) Considerando um sistema termodinâmico que perde 100 J de calor e realiza um trabalho de 20 J. Qual é a variação de sua energia interna? Assinale a alternativa que contém o resultado correto.

a) 80 J. b) -120 J. c) -80 J. d) 20 J. e) 100 J. [/quiz] Resolução Detalhada: Aplicamos a fórmula ΔU = Q - W. Para este caso, temos Q = -100 J e W = 20 J. Portanto, ΔU = -100 J - 20 J = -120 J.

[quiz] 03) Durante um processo termodinâmico, um sistema absorve 300 J de calor e realiza 150 J de trabalho. Qual é a variação de energia interna desse sistema? Assinale a alternativa correta que reflete esse cenário.

a) 300 J. b) 450 J. c) 150 J. d) 100 J. e) 50 J. [/quiz] Resolução Detalhada: Usamos a fórmula ΔU = Q - W. Portanto, ΔU = 300 J - 150 J = 150 J.

[quiz] 04) Um cilindro contendo um gás ideal tem 500 J de energia interna. O gás realiza 200 J de trabalho durante a expansão, e não recebe calor. Qual é a nova energia interna? Assinale a alternativa que indica o resultado correto desse processo.

a) 700 J. b) 400 J. c) 300 J. d) 200 J. e) 500 J. [/quiz] Resolução Detalhada: Utilizamos a fórmula ΔU = Q - W. Aqui, Q = 0 e W = 200 J. Assim, ΔU = 0 - 200 J = -200 J. A nova energia interna é 500 J - 200 J = 300 J.

[quiz] 05) Um sistema termodinâmico recebe 400 J de calor e não realiza trabalho. Qual é a variação de energia interna desse sistema? Assinale a alternativa que representa a solução correta para esses dados.

a) 400 J. b) 400 J. c) 0 J. d) 600 J. e) 800 J. [/quiz] Resolução Detalhada: Neste caso, como não houve realizações de trabalho, ΔU = Q = 400 J.

[quiz] 06) Um gás ideal em um recipiente fechado realiza 100 J de trabalho e a pressão do sistema é mantida constante. Se o calor transferido para o gás é de 300 J, qual é a variação da energia interna do sistema? Assinale a alternativa correta que representa esse cenário.

a) 400 J. b) 200 J. c) 300 J. d) 100 J. e) 100 J. [/quiz] Resolução Detalhada: A fórmula a ser aplicada é ΔU = Q - W. Assim, ΔU = 300 J - 100 J = 200 J.

[quiz] 07) Um líquido em um recipiente sofre uma variação de temperatura e recebe 250 J de calor, enquanto realiza 90 J de trabalho em um ambiente. Usando a Primeira Lei da Termodinâmica, determine a variação da energia interna do líquido. Assinale a alternativa que retrata o resultado correto.

a) 160 J. b) 160 J. c) 90 J. d) 250 J. e) 350 J. [/quiz] Resolução Detalhada: Aplicando ΔU = Q - W, temos: ΔU = 250 J - 90 J = 160 J.

[quiz] 08) Um sistema realiza 70 J de trabalho e perde 30 J de calor durante um processo. Determine a variação da energia interna do sistema e escolha a alternativa que melhor representa essa situação.

a) 100 J. b) -100 J. c) -40 J. d) -70 J. e) 0 J. [/quiz] Resolução Detalhada: Levando em conta a fórmula ΔU = Q - W, temos Q = -30 J (calor perdido) e W = 70 J. Portanto, ΔU = -30 J - 70 J = -100 J.

[quiz] 09) Um gás ideal está contido em um cilindro e passa por uma compressão, realizando 120 J de trabalho e passando por uma variação de calor que resulta na adição de 80 J. Qual é a variação da energia interna do gás? Assinale a alternativa correta que reflete essa situação.

a) 200 J. b) -40 J. c) 80 J. d) 40 J. e) -200 J. [/quiz] Resolução Detalhada: Usamos a fórmula ΔU = Q - W. Portanto, aqui temos: ΔU = 80 J - 120 J = -40 J.

[quiz] 10) Um sistema recebe 500 J de calor enquanto realiza 200 J de trabalho em um processo. Determine a variação de energia interna em função desses dados. Assinale a alternativa que melhor está alinhada com a Primeira Lei da Termodinâmica.