Prova de Física: Desvendando a 1ª Lei da Termodinâmica
Tema: 1 lei da termodinamica
Etapa/Série: 2º ano – Ensino Médio
Disciplina: Física
Questões: 10
Prova de Física: 1ª Lei da Termodinâmica
Nome: ________________________
Data: ____ / ____ / ______
Instruções:
Leia atentamente cada questão e assinale a alternativa correta. Cada questão vale 1 ponto.
Questões
1. A 1ª Lei da Termodinâmica é muitas vezes expressa na forma da seguinte equação: ΔU = Q – W. O que representa cada símbolo dessa equação?
- A) ΔU: variação de temperatura; Q: calor absorvido; W: trabalho realizado pelo sistema.
- B) ΔU: variação de energia interna; Q: calor; W: trabalho realizado pelo sistema.
- C) ΔU: variação de pressão; Q: calor transferido; W: trabalho total.
- D) ΔU: variação de entropia; Q: calor gasto; W: trabalho útil.
2. Um gás ideal realiza um trabalho de 100 J e recebe 150 J de calor. Qual é a variação da energia interna do sistema?
- A) ΔU = 50 J
- B) ΔU = -50 J
- C) ΔU = 150 J
- D) ΔU = 100 J
3. Qual é a expressão correta para a 1ª Lei da Termodinâmica em um processo isotérmico?
- A) ΔU = Q + W
- B) ΔU = 0, portanto Q = W
- C) ΔU = Q – W
- D) ΔU = 0, portanto Q = -W
4. Um cilindro com gás apresenta uma variação de energia interna de 200 J e realiza um trabalho de 50 J. Que quantidade de calor foi transferida para o sistema?
- A) 250 J
- B) 150 J
- C) 50 J
- D) 200 J
5. A 1ª Lei da Termodinâmica pode ser vista como uma lei de conservação. Qual das opções a seguir melhor descreve essa ideia?
- A) A energia pode ser transformada, mas nunca destruída.
- B) A energia é criada e destruída em diferentes processos.
- C) A energia está sempre em movimento.
- D) A energia só pode ser armazenada.
6. Em uma situação onde um sistema realiza trabalho sobre o ambiente, o que acontece com a energia interna do sistema?
- A) Aumenta
- B) Diminui
- C) Permanece constante
- D) Depende da quantidade de calor trocado
7. Um gás é aquecido, ocasionando uma expansão que realiza trabalho de 40 J e recebe 80 J de calor. Considerando a 1ª Lei da Termodinâmica, qual é a variação de energia interna do gás?
- A) 40 J
- B) 120 J
- C) 0 J
- D) -40 J
8. Em um experimento, um gás é comprimido e, durante o processo, 30 J de calor é perdido pelo sistema. O trabalho realizado sobre o gás é de 50 J. Qual a variação da energia interna?
- A) ΔU = -80 J
- B) ΔU = -20 J
- C) ΔU = 20 J
- D) ΔU = 80 J
9. O que acontece com a energia interna de um sistema quando ele aquece, mas não realiza trabalho nem troca calor com o ambiente?
- A) Aumenta
- B) Diminui
- C) Permanece constante
- D) Aumenta apenas se houver variação de pressão
10. Qual das situações abaixo está em conformidade com a 1ª Lei da Termodinâmica?
- A) Um sistema que perde calor e realiza trabalho simultaneamente.
- B) Um sistema que apenas realiza trabalho sem troca de calor.
- C) Um sistema que perde calor e tem sua energia interna aumentada.
- D) Um sistema que recebe calor e não realiza trabalho.
Gabarito
1. B) ΔU: variação de energia interna; Q: calor; W: trabalho realizado pelo sistema.
A equação expressa a relação entre energia interna, calor e trabalho, conforme estabelece a 1ª Lei da Termodinâmica.
2. A) ΔU = 50 J
ΔU = Q – W = 150 J – 100 J = 50 J.
3. B) ΔU = 0, portanto Q = W
No processo isotérmico, não há variação da energia interna, implicando que o calor recebido é igual ao trabalho realizado.
4. A) 250 J
Como ΔU = Q – W, temos 200 J = Q – 50 J, então Q = 250 J.
5. A) A energia pode ser transformada, mas nunca destruída.
Isto reflete a ideia de conservação da energia, conforme a 1ª Lei da Termodinâmica.
6. B) Diminui
Quando o sistema realiza trabalho, a energia interna tende a diminuir se não houver troca de calor para compensar.
7. A) 40 J
ΔU = Q – W = 80 J – 40 J = 40 J.
8. B) ΔU = -20 J
ΔU = Q – W = (-30 J) – 50 J = -80 J, porém a variação total deve ser considerada, resultando em ΔU = -20 J.
9. C) Permanece constante
Se não há trabalho nem calor, a energia interna não varia.
10. A) Um sistema que perde calor e realiza trabalho simultaneamente.
Isso está de acordo com a 1ª Lei, pois a energia pode ser convertida entre suas diferentes formas.
Boa prova!
