A termodinâmica estuda as relações entre calor e trabalho em processos físicos envolvendo corpos e sistemas. Analisa transformações por meio de variações de temperatura, pressão e volume. Estuda principalmente as duas leis da termodinâmica: a primeira lei relaciona variação de energia interna a calor e trabalho; a segunda lei impõe restrições às transformações de máquinas térmicas.

1. TERMODINÂMICA – PROF. MENDONÇA
RESUMO DE CONTEÚDO
A termodinâmica é o ramo da física que estuda
as relações entre o calor trocado, representado
pela letra Q, e o trabalho realizado, representado
pela letra τ, num determinado processo físico que
envolve a presença de um corpo e/ou sistema e o
meio exterior. É através das variações de
temperatura, pressão e volume, que a física
busca compreender o comportamento e as
transformações que ocorrem na natureza.
Calor é energia térmica em trânsito, que ocorre
em razão das diferenças de temperatura
existentes entre os corpos ou sistemas
envolvidos.
Energia é a capacidade que um corpo tem de
realizar trabalho.
A termodinâmica tem como principais pontos o
estudo de duas leis, que são:
- Primeira Lei da Termodinâmica: essa lei diz
que a variação da energia interna de um sistema
pode ser expressa através da diferença entre o
calor trocado com o meio externo e o trabalho
realizado por ele durante uma determinada
transformação.
As transformações que são estudadas na
primeira lei da termodinâmica são:
Transformação isobárica: ocorre à pressão
constante, podendo variar somente o volume e a
temperatura;
Transformação isotérmica: ocorre à
temperatura constante, variando somente as
grandezas de pressão e volume;
Transformação isocórica ou isovolumétrica:
ocorre à volume constante, variando somente as
grandezas de pressão e temperatura;
Transformação adiabática: é a transformação
gasosa na qual o gás não troca calor com o meio
externo, seja porque ele está termicamente
isolado ou porque o processo ocorre de forma tão
rápida que o calor trocado é desprezível.
- Segunda Lei da Termodinâmica: enunciada
pelo físico francês Sadi Carnot, essa lei faz
restrições para as transformações realizadas
pelas máquinas térmicas como, por exemplo, o
motor de uma geladeira. Seu enunciado,
segundo Carnot, diz que:
Para que um sistema realize conversões de calor
em trabalho, ele deve realizar ciclos entre uma
fonte quente e fria, isso de forma contínua. A
cada ciclo é retirada uma quantidade de calor da
fonte quente, que é parcialmente convertida em
trabalho e a quantidade de calor restante é
rejeitada para a fonte fria.
EXERCÍCIOS
Questão 01 - (UNIOESTE PR/2009)
A termodinâmica sistematiza as leis empíricas
sobre o comportamento térmico dos corpos
macroscópicos e obtém seus conceitos diretamente
dos experimentos. Tendo como base as leis da
termodinâmica, analise as seguintes proposições:
I. Uma transformação adiabática é aquela em
que o sistema não troca calor com a
vizinhança. Então o trabalho realizado pelo
sistema é feito à custa da diminuição da
energia interna do sistema.
II. Em uma máquina térmica a energia térmica é
integralmente transformada em trabalho.
III. É impossível a energia térmica fluir
espontaneamente de um sistema mais frio para
um sistema mais quente.
IV. O ciclo de Carnot é um ciclo reversível ideal
com o qual seria possível obter o máximo
rendimento.
Estão corretas
a) I e II
b) I e IV
c) III e IV
d) I, III e IV
e) Todas
Questão 02 - (UFPR)
Considere um cilindro de paredes termicamente
isoladas, com exceção da base inferior, que é
condutora de calor. O cilindro está munido de um
êmbolo de área 0,01 m2 e peso 25 N, que pode
mover-se sem atrito. O êmbolo separa o cilindro
em uma parte superior, onde existe vácuo, e uma
parte inferior, onde há um gás ideal, com 0,01 mol
e volume inicial de 10 litros. À medida que o gás é
aquecido, o êmbolo sobe até uma altura máxima de
0,1 m, onde um limitador de curso o impede de
subir mais. Em seguida, o aquecimento prossegue
até que a pressão do gás duplique. Com base
nessas informações, é correto afirmar:

2. isolante
térmico
vácuo
limitador
de curso
êmbolo
gás
chama
h
01. Enquanto o êmbolo estiver subindo, o
processo é isobárico.
02. Após o êmbolo ter atingido o limitador, o
processo é adiabático.
04. O trabalho realizado no trecho de expansão do
gás é de 2,5 J.
08. A temperatura no instante inicial é igual a 402
K.
16. O calor fornecido ao gás, na etapa de
expansão, é utilizado para realizar trabalho e
para aumentar a temperatura do gás.
32. O trabalho realizado pelo gás durante a etapa
de expansão é igual ao trabalho total realizado
pelo gás desde o início do aquecimento até o
momento em que o gás atinge o dobro da
pressão inicial.
Questão 03 - (UFPR)
No século XVII, uma das interpretações para a
natureza do calor considerava-o um fluido
ponderável que preenchia os espaços entre os
átomos dos corpos quentes. Essa interpretação
explicava corretamente alguns fenômenos, porém
falhava em outros. Isso motivou a proposição de
uma outra interpretação, que teve origem em
trabalhos de Mayer, Rumford e Joule, entre outros
pesquisadores. Com relação aos conceitos de
temperatura, calor e trabalho atualmente aceitos
pela Física, avalie as seguintes afirmativas:
I. Temperatura e calor representam o mesmo
conceito físico.
II. Calor e trabalho estão relacionados com
transferência de energia.
III. A temperatura de um gás está relacionada com
a energia cinética de agitação de suas
moléculas.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.
b) Somente a afirmativa I é verdadeira.
c) Somente a afirmativa II é verdadeira.
d) Somente a afirmativa III é verdadeira.
e) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
Questão 04 - (UFPR/2008)
Os estudos científicos desenvolvidos pelo
engenheiro francês Nicolas Sadi Carnot (1796–
1832) na tentativa de melhorar o rendimento de
máquinas térmicas serviram de base para a
formulação da segunda lei da termodinâmica.
Acerca do tema, considere as seguintes
afirmativas:
1. O rendimento de uma máquina térmica é a
razão entre o trabalho realizado pela máquina
num ciclo e o calor retirado do reservatório
quente nesse ciclo.
2. Os refrigeradores são máquinas térmicas que
transferem calor de um sistema de menor
temperatura para outro a uma temperatura mais
elevada.
3. É possível construir uma máquina, que opera
em ciclos, cujo único efeito seja retirar calor de
uma fonte e transformá-lo integralmente em
trabalho.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
b) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
c) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.
d) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.
Questão 05 - (UEL PR/2008)
Considere um sistema termodinâmico e analise as
seguintes afirmativas.
I. Para que a entropia decresça quando um gás
ideal sofre uma expansão adiabática livre, indo
de um volume v1 para um volume v2, v2 deve
ser maior que v1.
II. No nível molecular, a temperatura é a grandeza
que mede a energia cinética média de
translação das moléculas de um gás
monoatômico e a primeira lei da
Termodinâmica nos permite definir a energia
interna U do sistema.
III. Um processo é irreversível, em termos
termodinâmicos, graças à dissipação de sua
energia e à variação positiva de sua entropia.
IV. A segunda lei da Termodinâmica pode ser
enunciada da seguinte forma: a entropia do
universo sempre cresce (ou permanece
constante, em um processo reversível).
Assinale a alternativa que contém todas as
afirmativas corretas.
a) I e II.
b) I e III.
c) II e IV.
d) I, III e IV.
e) II, III e IV.
Questão 06 - (UEL PR/2008)

3. Na parte traseira das geladeiras é onde, em geral,
os fabricantes colocam uma grade preta
sustentando uma serpentina da mesma cor.
Qual é o estado do fluido de refrigeração neste
setor da geladeira?
a) Líquido, alta pressão, alta temperatura.
b) Líquido, baixa pressão, alta temperatura.
c) Líquido, pressão atmosférica, baixa
temperatura.
d) Gás, alta pressão, baixa temperatura.
e) Gás, pressão atmosférica, alta temperatura.
Questão 07 - (UEM PR/2012)
Sobre as transformações termodinâmicas que
podem ocorrer com um gás ideal confinado em
um cilindro com pistão, assinale o que for
correto.
01. Um gás ideal realiza trabalho ao se expandir,
empurrando o pistão contra uma pressão
externa.
02. Em uma transformação adiabática ocorre
troca de calor com a vizinhança.
04. A energia interna de uma amostra de gás
ideal não varia, quando este sofre uma
transformação isovolumétrica.
08. Quando o gás ideal sofre uma compressão, o
trabalho é realizado por um agente externo
sobre o gás ideal.
16. O gás ideal não realiza trabalho em uma
transformação isovolumétrica.
Questão 08 - (UEM PR)
Com relação aos conceitos de calor e temperatura,
pode-se afirmar que:
01. é possível transferir calor para um corpo, sem
provocar aumento de sua temperatura.
02. é possível variar a temperatura de um corpo,
sem que haja transferência de calor para ele.
04. calor e temperatura são quantidades
equivalentes de energia.
08. a temperatura de um corpo pode ser medida
pelo grau de agitação das moléculas que o
constituem.
16. um corpo a uma alta temperatura, quando
colocado em contato com outro, a uma baixa
temperatura, faz com que haja um fluxo de
calor do mais quente para o mais frio.
Questão 09 - (UEM PR)
Tendo por base a primeira lei da termodinâmica e
as transformações abaixo relacionadas, assinale
a(s) alternativa(s) em que a energia do sistema
aumenta.
01. Um sistema recebe trabalho sem fornecer
calor.
02. Um sistema recebe calor sem fornecer
trabalho.
04. Um sistema recebe calor e trabalho ao mesmo
tempo.
08. Um sistema fornece trabalho sem receber
calor.
16. Um sistema fornece calor sem receber
trabalho.
Questão 10 - (UEG GO/2013)
Um refrigerador é, em essência, um tipo de
máquina térmica que retira calor dos alimentos e
envia-o para o meio ambiente. Para que consiga
realizar esta tarefa, porém, ele precisa realizar um
trabalho através de um gás. Esta máquina térmica
se contrapõe ao fato de que o calor
a) sempre flui espontaneamente do corpo mais
quente para o corpo mais frio.
b) pode ser utilizado para realizar trabalho em
líquidos e gases.
c) nunca é trocado entre corpos com
temperaturas diferentes.
d) é energia térmica em trânsito e, por isso, os
gases conseguem realizar trabalho.
Questão 11 - (UEM PR/2013)
Sobre os conceitos de termodinâmica, assinale o
que for correto.
01. Estando em um sistema isolado, dois corpos
A e B, um com maior temperatura do que o
outro, quando colocados em contato, após
certo intervalo de tempo, os dois entrarão em
equilíbrio térmico, isto é, estarão a uma
mesma temperatura.
02. Em um sistema isolado, a energia total desse
sistema permanece inalterada.
04. Em um sistema isolado, a entropia desse só
pode aumentar ou manter-se constante.
08. Não é possível realizar um processo em que o
único efeito seja retirar certa quantidade de
calor de um corpo com temperatura menor e
transferir para um corpo com temperatura
maior.
16. A quantidade de calor retirada de uma fonte
de calor por uma máquina térmica que opera
em ciclos pode ser convertida totalmente em
trabalho.
Questão 12 - (UNIUBE MG/2013)
Dentre as duas leis da termodinâmica, a segunda é
a que tem maior aplicação na construção de
máquinas e utilização na indústria, pois trata
diretamente do rendimento das máquinas
térmicas.

4. Dois enunciados, aparentemente diferentes,
ilustram a 2ª Lei da Termodinâmica, os
enunciados de Clausius e KelvinPlanck:
• Enunciado de Clausius:
O calor não pode fluir, de forma espontânea, de
um corpo de temperatura menor, para um outro
corpo de temperatura mais alta.
• Enunciado de KelvinPlanck:
É impossível a construção de uma máquina que,
operando em um ciclo termodinâmico, converta
toda a quantidade de calor recebido em trabalho.
Fonte: http://www.sofi
sica.com.br/conteudos/Termologia/
Termodinamica/2leidatermodinamica.php
Sobre as definições acima e sobre a segunda lei da
termodinâmica são feitas algumas afirmações:
I. O enunciado de Clausius determina o sentido
natural do fluxo de calor que vai da
temperatura mais alta para a mais baixa, e,
para que o fluxo seja inverso, é necessário
que um agente externo realize um trabalho
sobre esse sistema, tal como o que ocorre nos
refrigeradores.
II. O enunciado de Kelvin Planck implica que é
possível existir um dispositivo térmico que
tenha um rendimento de 100%.
III. Em certa situação, um motor a vapor realiza
um trabalho de 24kJ. Quando lhe foi
fornecida uma quantidade de calor igual a
46kJ, o rendimento esperado dessa máquina
foi de 100%, pois ela transformou
integralmente calor em trabalho útil.
IV. No ciclo de Carnot, o rendimento máximo
teórico de uma máquina a vapor, cujo fluido
entra a 500ºC e abandona o ciclo a 300ºC, foi
de, aproximadamente, 26%.
Estão CORRETAS as afirmações contidas em:
a) I e IV, apenas
b) I e III, apenas
c) I e II, apenas
d) II e IV, apenas
e) III e IV, apenas
Questão 13 - (UFPR/2012)
Segundo a teoria cinética, um gás é constituído
por moléculas que se movimentam
desordenadamente no espaço do reservatório onde
o gás está armazenado. As colisões das moléculas
entre si e com as paredes do reservatório são
perfeitamente elásticas. Entre duas colisões
sucessivas, as moléculas descrevem um MRU. A
energia cinética de translação das moléculas é
diretamente proporcional à temperatura do gás.
Com base nessas informações, considere as
seguintes afirmativas:
1. As moléculas se deslocam todas em
trajetórias paralelas entre si.
2. Ao colidir com as paredes do reservatório, a
energia cinética das moléculas é conservada.
3. A velocidade de deslocamento das moléculas
aumenta se a temperatura do gás for
aumentada.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
b) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.
c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira.
d) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.
Questão 14 - (UEFS BA/2012)
Tomar chá preto, a 80°C, com uma quantidade de
leite é hábito bastante comum entre os londrinos.
O valor dessa temperatura em ºF (Fahrenheit), que
é o sistema utilizado na Inglaterra, é,
aproximadamente,
a) 165
b) 169
c) 172
d) 176
e) 180
Questão 15 - (UFMS/2010)
A figura da esquerda mostra um êmbolo no interior
de um cilindro que está contido no interior de uma
câmara. O cilindro está imerso em água com gelo,
e a câmara isola termicamente todo o sistema das
vizinhanças. O ar contido no interior do cilindro
está em equilíbrio térmico com todo o sistema a 0°
C e sua pressão é igual à pressão atmosférica
externa. O cilindro pode trocar calor apenas com a
água, o ar e o gelo. Em seguida, é colocado um
tijolo bruscamente sobre o êmbolo, comprimindo
rapidamente o ar no interior do cilindro. Após um
certo tempo, todo o sistema água e gelo volta
novamente ao equilíbrio térmico de 0° C, mas a
pressão do ar, no interior do cilindro, fica maior
que a pressão atmosférica. Com fundamentos na
termodinâmica e considerando que o ar é um gás
ideal e que não há vazamentos, é correto afirmar:

5. 01. O produto da pressão do ar pelo volume que
ele ocupa é igual nas duas situações de
equilíbrio.
02. Na situação representada pela figura da direita,
existe menos massa de gelo que na situação
representada pela figura da esquerda.
04. A partir da situação representada pela figura da
esquerda, até a situação representada pela
figura da direita, a transformação sofrida pelo
ar pode ser compreendida por dois processos
termodinâmicos, o primeiro adiabático e o
segundo isobárico.
08. A partir da situação representada pela figura da
esquerda até a situação representada pela
figura da direita, a temperatura do ar
permaneceu sempre constante.
16. Não haverá troca de calor entre o cilindro e a
água, mesmo depois de jogar o tijolo e esperar
atingir o novo equilíbrio.
Questão 16 - (FMABC/2013)
Determinada máquina térmica foi projetada para
operar realizando o ciclo de Carnot. Quando em
operação, o trabalho útil fornecido pela máquina,
a cada ciclo, é de 3200J. As temperaturas das
fontes térmicas são 427ºC e 77ºC,
respectivamente. Nestas condições, a quantidade
de calor retirada da fonte quente, a quantidade de
calor rejeitada para a fonte fria e o rendimento da
máquina térmica são, respectivamente, iguais a:
Adote 4J = 1cal
a) 3900J, 700J, 82%
b) 6400J, 3200J, 50%
c) 3200J, 6400J, 50%
d) 700J, 3900J, 82%
e) 1600J, 3200J, 50%
Questão 17 - (IFSP/2013)
A Lei da Conservação da Energia assegura que
não é possível criar energia nem a fazer
desaparecer. No funcionamento de determinados
aparelhos, a energia é conservada por meio da
transformação de um tipo de energia em outro.
Em se considerando um telefone celular com a
bateria carregada e em funcionamento, durante
uma conversa entre duas pessoas, assinale a
alternativa que corresponde à sequência correta
das possíveis transformações de energias
envolvidas no celular em uso.
a) Térmica – cinética – sonora.
b) Química – elétrica – sonora.
c) Cinética – térmica – elétrica.
d) Luminosa – elétrica – térmica.
e) Química – sonora – cinética.
TEXTO: 1 - Comum à questão: 18
Equipe de cientistas descobre o primeiro
exoplaneta habitável
O primeiro exoplaneta habitável foi encontrado
depois de observações que duraram 11 anos,
utilizando uma mistura de técnicas avançadas e
telescópios convencionais. A equipe descobriu
mais dois exoplanetas orbitando em volta da
estrela Gliese 581.
O mais interessante dos dois exoplanetas
descobertos é o Gliese 581g, com uma massa três
vezes superior à da Terra e um período orbital
(tempo que o planeta leva para dar uma volta
completa em torno de sua estrela) inferior a 37
dias. O raio da órbita do Gliese 581g é igual à
20% do raio da órbita da Terra, enquanto sua
velocidade orbital é 50% maior que a velocidade
orbital da Terra. O Gliese 581g está “preso” à
estrela, o que significa que um lado do planeta
recebe luz constantemente, enquanto o outro é de
perpétua escuridão. A zona mais habitável na
superfície do exoplaneta seria a linha entre a
sombra e a luz, com temperaturas caindo em
direção à sombra e subindo em direção à luz. A
temperatura média varia entre –31°C e –12°C,
mas as temperaturas reais podem ser muito
maiores na região de frente para a estrela (até 70
ºC) e muito menores na região contrária (até –
40°C). A gravidade no Gleise 581g é semelhante à
da Terra, o que significa que um ser humano
conseguiria andar sem dificuldades.
Os cientistas acreditam que o número de
exoplanetas potencialmente habitáveis na Via
Láctea pode chegar a 20%, dada a facilidade com
que Gliese 581g foi descoberto. Se fossem raros,
dizem os astrônomos, eles não teriam encontrado
um tão rápido e tão próximo. No entanto, ainda
vai demorar muito até que o homem consiga sair
da Terra e comece a colonizar outros planetas fora
do sistema solar.
Texto adaptado de artigo da Revista VEJA,
Edição 2185,
ano 43, n 40 de 06 de outubro de 2010.
Questão 18 - (UFT TO/2011)
Suponha que uma máquina de Carnot seja
construída utilizando como fonte fria o lado do
planeta Gliese 581g que nunca recebe luz e como
fonte quente o lado que sempre recebe luz. A
temperatura da fonte fria Tf= – 40°C e da fonte
quente Tq=70°C. A cada ciclo a máquina retira da
fonte quente 1000J de calor.
Considerando que a máquina trabalha com um gás
ideal, leia os itens abaixo:
I. A máquina pode ser representada por um
ciclo com duas transformações adiabáticas

6. reversíveis e duas transformações isotérmicas
reversíveis.
II. Se o ciclo desta máquina consiste de uma
expansão isotérmica, uma expansão
adiabática, uma compressão isotérmica e uma
compressão adiabática, respectivamente,
então ocorre transformação de calor em
trabalho útil.
III. O rendimento da máquina é maior do que
40%.
IV. A cada ciclo uma quantidade de calor maior
que 700J é rejeitada para a fonte fria.
Marque a opção CORRETA:
a) I e III são verdadeiras
b) I e II são verdadeiras
c) I e IV são verdadeiras
d) III e IV são verdadeiras
e) II e IV são verdadeiras
Questão 19 - (UFRN/2013)
A biomassa é uma das principais fontes de energia
renovável e, portanto, máquinas que a utilizam
como combustível para geração de energia são
importantes do ponto de vista ambiental. Um
exemplo bastante comum é o uso da biomassa
com o objetivo de acionar uma turbina a vapor
para gerar trabalho. A figura abaixo mostra,
esquematicamente, uma usina termoelétrica
simplificada.
Nessa termoelétrica, a queima da biomassa na
fornalha produz calor, que aquece a água da
caldeira e gera vapor a alta pressão. O vapor, por
sua vez, é conduzido por tubulações até a turbina
que, sob a ação deste, passa a girar suas pás.
Considere desprezíveis as perdas de calor devido
às diferenças de temperatura entre as partes dessa
máquina térmica e o ambiente. Nesse contexto, a
variação da energia interna da água da caldeira
a) é maior que a soma do calor a ela fornecido
pela queima da biomassa com o trabalho
realizado sobre a turbina.
b) é igual à soma do calor a ela fornecido pela
queima da biomassa com o trabalho realizado
sobre a turbina.
c) é igual à diferença entre o calor a ela
fornecido pela queima da biomassa e o
trabalho realizado sobre a turbina.
d) é maior que a diferença entre calor a ela
fornecido pela queima da biomassa e o
trabalho realizado sobre a turbina.
Questão 20 - (UFRN/2013)
O Sol irradia energia para o espaço sideral. Essa
energia tem origem na sua autocontração
gravitacional. Nesse processo, os íons de
hidrogênio (prótons) contidos no seu interior
adquirem velocidades muito altas, o que os leva a
atingirem temperaturas da ordem de milhões de
graus. Com isso, têm início reações exotérmicas
de fusão nuclear, nas quais núcleos de hidrogênio
são fundidos, gerando núcleos de He (Hélio) e
propiciando a produção da radiação, que é emitida
para o espaço. Parte dessa radiação atinge a Terra
e é a principal fonte de toda a energia que
utilizamos.
Nesse contexto, a sequência de formas de energias
que culmina com a emissão da radiação solar que
atinge a terra é
a) Térmica  Potencial Gravitacional 
Energia de Massa  Cinética 
Eletromagnética.
b) Cinética  Térmica  Energia de Massa 
Potencial Gravitacional  Eletromagnética.
c) Energia de Massa  Potencial Gravitacional
 Cinética  Térmica  Eletromagnética.
d) Potencial Gravitacional  Cinética 
Térmica  Energia de Massa 
Eletromagnética.
Questão 21 - (UFSC/2013)
As máquinas a vapor foram um dos motores da
revolução industrial, que se iniciou na Inglaterra
no século XVIII e que produziu impactos
profundos, em nível mundial, nos meios
produtivos, na economia e no modo de vida da
sociedade. O estudo destas máquinas, em
particular de seu rendimento, deu sustentação à
formulação da Segunda Lei da Termodinâmica,
enunciada por diversos cientistas, de formas
praticamente equivalentes, no século XIX.
Com base na Segunda Lei da Termodinâmica,
assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. A maioria dos processos naturais é reversível.
02. A energia tende a se transformar em formas
menos úteis para gerar trabalho.
04. As máquinas térmicas que operam no ciclo
de Carnot podem obter rendimento de 100%.

7. 08. A expressão “morte do calor do universo”
refere-se a um suposto estado em que as
reservas de carvão, de gás e de petróleo
teriam se esgotado.
16. O calor não transita naturalmente dos corpos
com temperatura menor para os corpos com
temperatura maior.
32. O princípio de funcionamento de uma
geladeira viola a Segunda Lei da
Termodinâmica.
64. A entropia de um sistema isolado tende
sempre a aumentar.
TEXTO: 2 - Comum à questão: 22
O etanol é uma solução tipicamente brasileira que
está ganhando o mundo. Além de seu uso em
diversos setores industriais, o etanol é um
combustível de alto desempenho para aplicação
em motores de combustão interna.
A produção industrial de etanol baseia-se quase
que exclusivamente na fermentação. A
fermentação alcoólica é um processo biológico de
conversão de monossacarídeos em energia celular,
etanol e gás carbônico. A grande maioria dos
micro-organismos é capaz de metabolizar apenas
monossacarídeos, como a glicose e a frutose.
Diversas estratégias foram desenvolvidas pelos
organismos para o aproveitamento dessa fonte de
energia, incluindo a produção direta de enzimas
glicolíticas por fungos e bactérias, ou a
combinação de ácidos e ação mecânica.
A quebra das ligações glicosídicas é feita por uma
reação de hidrólise e no caso específico da reação
representada pela equação química (C6H10O5)n(s)
+ nH2O(l)  nC6H12O6(aq), chamada de
celulólise, e para que ocorra de maneira eficiente,
deve ser catalisada pela ação de algum
coadjuvante externo, normalmente uma solução
aquosa de ácido ou um coquetel enzimático.
As frações mais recalcitrantes desse processo são
hidrolisadas em um segundo estágio mais severo,
tipicamente a 215ºC sob ação do ácido sulfúrico a
0,4% durante cerca de três minutos, o que gera,
principalmente, hexoses. Já a hidrólise na
presença de solução aquosa de ácido menos
diluída, produz uma alta concentração de
monossacarídeos, cerca de 90%, e é altamente
adaptável a diferentes fontes de biomassa, além de
gerar poucos subprodutos inibidores da
fermentação. (SELEGHIM; POLIKARPOV,
2012, p. 40-45).
SELEGHIM, Paulo ; POLIKARPOV Igor.
Desafios para transformar
conceitos em realidade. Scientific American
Brasil.
São Paulo: Duetto, ano 1, n. 10, 2012.
Questão 22 - (UNEB/2013)
A figura representa o Ciclo de Otto, um ciclo
termodinâmico que idealiza o funcionamento de
motores de combustão interna de ignição por
centelha.
Considerando-se os gases resultantes da
combustão como gases ideais e as etapas de
transformação apresentadas no diagrama pressão-
volume, é correto afirmar:
01. O Ciclo de Otto é constituído de duas etapas
isotérmicas e duas isobáricas.
02. A substância operante utilizada no ciclo de
Otto é a mesma utilizada no Ciclo de Carnot.
03. O Ciclo de Otto descreve o funcionamento de
motores das máquinas reais, suscetíveis aos
fenômenos irreversíveis.
04. O trabalho útil do motor de combustão
interna é representado pela área da figura
delimitada pelos pontos C, D, V2 e V1.
05. O trabalho, W, realizado nas transformações
adiabáticas é igual a Cv (TC – TB) + Cv (TA –
TD), sendo C a capacidade térmica do gás, a
volume constante, e T, a temperatura
termodinâmica.
TEXTO: 3 - Comum à questão: 23
Se precisar, use os seguintes valores para as
constantes: carga do próton = 1,610–19
C; massa
do próton = 1,710–27
kg; aceleração da gravidade
g = 10 m/s2
; 1 atm = 76 cm Hg; velocidade da luz
no vácuo c = 3108
m/s.
Questão 23 - (ITA SP/2013)
Diferentemente da dinâmica newtoniana, que não
distingue passado e futuro, a direção temporal tem
papel marcante no nosso dia-a-dia. Assim, por
exemplo, ao aquecer uma parte de um corpo
macroscópico e o isolarmos termicamente, a
temperatura deste se torna gradualmente
uniforme, jamais se observando o contrário, o que
indica a direcionalidade do tempo. Diz-se então
que os processos macroscópicos são irreversíveis,

8. evoluem do passado para o futuro e exibem o que
o famoso cosmólogo Sir Arthur Eddington
denominou de seta do tempo. A lei física que
melhor traduz o tema do texto é
a) a segunda lei de Newton.
b) a lei de conservação da energia.
c) a segunda lei da termodinâmica.
d) a lei zero do termodinâmica.
e) a lei de conservação da quantidade de
movimento.
Questão 24 - (UDESC/2013)
Considere as proposições relacionadas à Teoria da
Termodinâmica.
I. Em uma expansão isotérmica de um gás
ideal, todo calor absorvido é completamente
convertido em trabalho.
II. Em uma expansão adiabática a densidade e a
temperatura de um gás ideal diminuem.
III. A Primeira Lei da Termodinâmica refere-se
ao Princípio de Conservação de Energia.
IV. De acordo com a Segunda Lei da
Termodinâmica, uma máquina térmica que
opera em ciclo jamais transformará calor
integralmente em trabalho, se nenhuma
mudança ocorrer no ambiente.
Assinale a alternativa correta:
a) Somente as afirmativas I, II e III são
verdadeiras.
b) Somente as afirmativas I, III e IV são
verdadeiras.
c) Somente as afirmativas II, III e IV são
verdadeiras.
d) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
e) Todas as afirmativas são verdadeiras.
Questão 25 - (UEFS BA/2013)
Disponível em:
<http://www.if.ufrgs.br/~dschulz/web/ciclo_diesel
.htm>
Acesso em: 27 jun. 2013.
A figura representa o diagrama pV de
transformações termodinâmicas realizadas por um
motor a diesel.
Considerando-se a substância operante desse
motor um gás ideal, é correto afirmar:
a) No processo 2  3, ocorre uma
transformação isocórica em que a máquina
rejeita calor.
b) No processo 3  4, a energia interna do
sistema diminui porque o gás realiza trabalho
sem receber calor.
c) Na transformação 1  2, a energia interna do
sistema aumenta porque ocorre uma
expansão adiabática.
d) Na transformação 4  1, a energia interna do
sistema aumenta porque ocorre aquecimento
do gás a volume constante.
e) Na transformação cíclica, a variação da
energia interna do sistema é maior do que 0
porque o trabalho é realizado sobre o gás.
Questão 26 - (UEM PR/2013)
Um gás diatômico, que se comporta como um gás
ideal, está contido em um recipiente fechado, de
paredes rígidas, e recebe certa quantidade de
calor, Q, de uma fonte externa. Considerando que
todo o calor cedido pela fonte externa seja
absorvido pelas moléculas do gás, assinale o que
for correto.
01. O gás diatômico, ao receber essa quantidade
de calor Q, sofre uma transformação
adiabática à temperatura constante.
02. A energia cinética média das moléculas desse
gás aumenta devido à absorção de calor por
essas moléculas.
04. A pressão que o gás exerce nas paredes do
recipiente diminui, já que a distância média
entre os átomos que compõem as moléculas
do gás diatômico aumenta devido à absorção
de calor pelo gás.
08. Ao receber essa quantidade de calor Q, o gás
diatômico realiza um trabalho positivo sobre
as paredes do recipiente.
16. A energia interna do gás aumenta a uma
quantidade
g
B
C
Q
Nk
2
3
, sendo N o número de
moléculas do gás, kB a constante de
Boltzmann e Cg a capacidade calorífica do
gás.
Questão 27 - (UFBA/2013)
O sistema da figura representa um diagrama
ilustrativo de um pistão composto isolado. Nele,
os subsistemas A e B estão separados por uma
parede diatérmica, impermeável e fixa e contém o
mesmo gás ideal, inicialmente em equilíbrio
termodinâmico. A trava do pistão é liberada, e o
gás, em B, executa trabalho WB, expandindo-se de
forma quase-estática e reversível até chegar ao
equilíbrio.

9. Usando a Primeira Lei da Termodinâmica,
determine, justificando sua resposta, se as
grandezas entre os pontos de equilíbrio inicial e
final dos subsistemas A e B são maiores, menores
ou iguais a zero.
 Trabalho, WA e WB;
 Variação da energia interna do gás, UA e
UB;
 Energia trocada através de calor, QA e QB.
Questão 28 - (Unifacs BA/2013)
Reduzir as causas e os efeitos do aquecimento
global tem sido um dos maiores desafios da
comunidade científica internacional. Não é
diferente na Floresta Amazônica, em que o
desmatamento é o grande vilão no que diz
respeito à emissão de gases nocivos, a exemplo da
fumaça proveniente das queimadas, que libera
carbono armazenado na madeira. No ciclo natural
do Planeta, metade do carbono enviado à
atmosfera é absorvida pelos oceanos, pela
vegetação e pelo solo, e a outra parcela estaciona
no ambiente.
O acúmulo de CO2 na atmosfera começou a
intensificar-se a partir da Revolução Industrial, no
fim do século XVIII, época em que o homem
passou a utilizar combustíveis fósseis — carvão
mineral, gás natural, petróleo — para movimentar
fábricas. Com o tempo, o uso desse tipo de
energia massificou-se e durante toda a história, até
os anos que antecederam as mudanças
tecnológicas advindas das transformações
industriais, o ar nunca teve mais que 275ppm de
dióxido de carbono. Em setembro desse ano, a
taxa já havia saltado para 390ppm, acima de
350ppm, que é um limite seguro defendido por
boa parcela da comunidade científica. O problema
é que, quanto mais CO2 na atmosfera, maior é a
possibilidade de aumento na temperatura média
do Planeta nas próximas décadas.
Se o Brasil controlasse ou zerasse o
desflorestamento, já estaria dando enorme
contribuição no esforço para reduzir a
concentração de CO2.
Por outro lado, o país também abriga um
gigantesco sorvedouro de carbono: a própria
Floresta Amazônica, pois a vegetação precisa de
gás carbônico para se alimentar e crescer. Além
disso, há muito carbono estocado no solo, nos rios
e nos igarapés do norte do país.
A radiação solar é fundamental para que a
vegetação realize um dos mecanismos mais
maravilhosos da natureza. Por um processo
bioquímico, cada folhinha, cada planta, cada
árvore retira o carbono, um elemento essencial à
vida, e transforma esse material inorgânico em
orgânico. (GRECCO, 2012, p. 67-71).
GRECCO, Dante. Reserva de carbono. National
Geographic, out. 2012.
Disponível
em:<http://www.infoescola.com/fisica/maquina-
termica/>. Acesso em: 15 dez. 2012.
A figura representa o esquema simplificado de
uma máquina térmica. O dispositivo criado por
James Watt, utilizado para movimentar moinhos,
bombas, locomotivas e barcos a vapor, foi
também empregado na indústria, o que alicerçou,
assim, a Revolução Industrial, que teve inicio no
fim do século XVIII.
A análise da figura, com base nos conhecimentos
da Termodinâmica, permite afirmar corretamente
que
01. uma máquina térmica que rejeita menos calor
para a fonte fria tem menor eficiência.
02. a razão entre a potência útil e a potência total
de uma máquina térmica é igual a 1 – Q2/Q1.
03. a máquina térmica funciona em ciclo,
preservando as variáveis de estado da
substância operante.
04. a expansão do vapor no cilindro, ao realizar
trabalho, promove aumento da energia
interna desse gás.
05. a mesma massa de vapor executa ciclos
termodinâmicos para produzir trabalho sem
mudar de estado físico.
Questão 29 - (UNIMONTES MG/2013)
Um mol de um gás ideal sofre dois processos
termodinâmicos demonstrados no diagrama PV
abaixo. Se o processo 2 é uma isoterma com
temperatura T = 300 K, a pressão P, em atm, é:

10. Dado:
K.mol
l.atm
08,0R 
a) 1.
b) 2.
c) 3.
d) 0,5.
Questão 30 - (UFG GO/2012)
A figura a seguir representa o ciclo de Otto para
motores a combustão interna. Nesse tipo de
motor, a vela de ignição gera uma faísca que
causa a combustão de uma mistura gasosa.
Considere que a faísca seja suficientemente
rápida, de modo que o movimento do pistão possa
ser desprezado.
A faísca e a liberação dos gases pelo escapamento
ocorrem, respectivamente, nos pontos
a) A e C.
b) B e A.
c) D e A.
d) D e B.
e) O e C.
GABARITO:
1) Gab: D
2) Gab: VFVFVV
3) Gab: A
4) Gab: D
5) Gab: E
6) Gab: A
7) Gab: 25
8) Gab: CCECC
9) Gab: CCCEE
10) Gab: A
11) Gab: 15
12) Gab: A
13) Gab: E
14) Gab: D
15) Gab: 07
16) Gab: B
17) Gab: B
18) Gab: B
19) Gab: C
20) Gab: D
21) Gab: 82
22) Gab: 05
23) Gab: C
24) Gab: E
25) Gab: B
26) Gab: 02
27) Gab:
TRABALHO
WB > 0 (POSITIVO).
ENERGIA INTERNA
UA<0 (NEGATIVO).
UB<0 (NEGATIVO).
CALOR
QA<0 (NEGATIVO).
QB > 0 (POSITIVO).
28) Gab: 02
29) Gab: B
30) Gab: D