20 exemplos de preguntas de termodinámica
Proceso termodinámico
1. En termodinámica, un gas ideal experimenta un proceso isotérmico se…
A. cambios no estado do gas, a temperatura permanece sempre constante
B. todas as moléculas móvense a diferentes velocidades
C. Todas as condicións de gas sempre cambian de temperatura
D. a altas temperaturas a velocidade das moléculas é maior
E. a presión e o volume do gas non cambian
Discusión
Isotérmico ou isotérmico significa temperatura constante.
A resposta correcta é A.
2. Todos os gases ideais sofren un proceso isocórico, polo que...
A. todas as moléculas teñen a mesma velocidade
B. a altas temperaturas a velocidade media das moléculas é maior
C. a presión do gas permanece constante
D. o gas fará traballo
E. non ten enerxía interna
Discusión
Isocórico = volume constante.
A resposta correcta é B.
3. A afirmación correcta sobre os procesos termodinámicos é…
A. Isobárica é o proceso de cambio de gas a presión constante.
B. A isobárica é o proceso de cambio de gas a unha temperatura constante.
C. A isocórica é un proceso de cambio de gas a presión constante.
D. A isoterma é o proceso de cambio de gas a un volume constante.
E. A isocórica é un proceso de cambio de gas a unha temperatura constante.
Discusión
Isobárica = presión constante
Isócora = volume constante
Isotérmico = temperatura constante
A resposta correcta é A.
Primeira Lei da Termodinámica
4. Segundo o gráfico PV de embaixo, a cantidade de traballo do gas nos procesos I e II é proporcional a...
A. 4:3
B. 3:4
C. 2:3
D. 1:2
E. 1:1
Discusión
Sábese que:
Proceso 1:
Presión (P) = 20 N/m2
Volume inicial (V1) = 10 litros = 10 dm3 = 10 x 10-3 m3
Volume final (V2) = 40 litros = 40 dm3 = 40 x 10-3 m3
Proceso 2:
Presión (P) = 15 N/m2
Volume inicial (V1) = 20 litros = 20 dm3 = 20 x 10-3 m3
Volume final (V2) = 60 litros = 60 dm3 = 60 x 10-3 m3
Preguntou:
Resposta:
Traballo de gas no proceso I:
W = P ΔV = P (V2–V1) = (20)(40-10)(10-3 m3) = (20)(30)(10-3 m3) = (600)(10-3 m3) = 0,6 m3
Traballo con gas en proceso II:
W = P ΔV = P (V2–V1) = (15)(60-20)(10-3 m3) = (15)(40)(10-3 m3) = (600)(10-3 m3) = 0,6 m3
Comparación do traballo con gas nos procesos I e II:
0,6 m3 : 0,6 m3
1: 1
A resposta correcta é E.
5. Segundo a gráfica P-V, a cantidade de traballo do gas nos procesos I e II é proporcional a...
A. 4:3
B. 3:4
C. 2:3
D. 1:2
E. 1:1
Discusión
Sábese que:
Proceso I:
Presión (P) = 20 Pascal
Volume 1 (V1) = 10 litros
Volume 2 (V2) = 40 litros
Proceso II:
Presión (P) = 15 Pascal
Volume 1 (V1) = 20 litros
Volume 2 (V2) = 60 litros
Preguntou: Comparación do traballo con gas nos procesos I e II
Resposta:
O proceso termodinámico baseado no gráfico anterior é un proceso isobárico (presión constante).
Traballo realizado polo gas no proceso I:
W = P (V2 - V1)
W = (20)(40 – 10)
W = (20)(30)
W=600
Traballo realizado polo gas no proceso II:
W = P (V2 - V1)
W = (15)(60 – 20)
W = (15)(40)
W=600
Comparación do traballo con gas nos procesos I e II:
600: 600
1: 1
A resposta correcta é E.
6. O gas helio quéntase segundo o gráfico PV de embaixo. O traballo realizado polo gas helio no proceso AB é...
A. 15 Joule 
B. 10 joules
C. 8 xullos
D. 4 xullos
E. 2 joules
Discusión
É coñecido :
Presión (P) = 2 x 105 N / m2 = 2 x 105 Pascal
Volume inicial (V1) = 5 centímetros3 = 5 x 10-6 m3
Volume final (V2) = 15 centímetros3 = 15 x 10-6 m3
Preguntado/a Traballo realizado polo gas no proceso AB
Jawab :
W = ∆P ∆V
W = P (V2 - V1)
W = (2 x 105)(15 x 10-6 - 5 x 10-6)
W = (2 x 105)(10 x 10-6) = (2 x 105)(1 x 10-5)
W = 2 Joules
A resposta correcta é E.
7. Mira a imaxe! Un gas ideal sofre un proceso de cambio de presión (P) fronte ao volume (V). O traballo realizado polo gas neste proceso é...
A. 20 Joules
B. 15 Joules
C. 10 Joule
D. 5 Joule
E. 4 Joule
Discusión
É coñecido :
Presión inicial (P1) = 4 Pa = 4 N/m2
Presión final (P2) = 6 Pa = 6 N/m2
Volume inicial (V1) = 2 m3
Volume final (V2) = 4 m3
Preguntado/a Traballo realizado polo gas (W)
Jawab :
Traballo realizado polo gas = área baixo a curva ab.
W = área do triángulo + área do rectángulo
W = ½ (6-4)(4-2) + 4(4-2)
W = ½ (2)(2) + 4(2)
W = 2 + 8
W = 10 Joules
A resposta correcta é E.
8. Un gas ideal experimenta un proceso pechado A → B → C → A. Nun ciclo, o gas realiza un traballo equivalente a….
A. -2,0 x 103 J
B. -5,5 x 103 J
C. -8,0 x 105 J
D. 2,0 x 106 J
E. 4,0 x 106 J
Discusión
Traballo (W) = área da curva (área do triángulo dentro da liña marcada coa frecha).
A = ½ (20-10)(6 x 105 - 2 x 105)
A = ½ (10)(4 x 105)
W = (5)(4 x 105)
L = 20 x 105 = 2 x 106 Joule
A resposta correcta é D.
Motor térmico
9. Un motor absorbe 2.000 joules de calor dun depósito a alta temperatura e rexeita 1.200 joules a un depósito a baixa temperatura. A eficiencia do motor é...
A. 80%
B. 75%
C. 60%
D. 50%
E. 40%
Discusión
Sábese que:
Calor absorbida (QH) = 2000 Joules
Calor liberada (QL) = 1200 Joules
Traballo producido pola máquina (W) = 2000 – 1200 = 800 Joules
Preguntado/a : Eficiencia do motor térmico (e)
Jawab :
A fórmula para a eficiencia dun motor térmico:
e = W / QH = 800/2000 = 0,4 x 100% = 40%
A resposta correcta é E.
Motor de Carnot
10. A eficiencia dun motor de Carnot cuxo ciclo absorbe calor a unha temperatura de 960 K e rexeita calor a unha temperatura de 576 K é...
A. 40%
B. 50%
C. 56%
D. 60%
E. 80%
Discusión
É coñecido :
Temperatura alta (TH) = 960 K
Baixa temperatura (TL) = 576 K
Preguntado/a Eficiencia do motor de Carnot (e)
Jawab :
A eficiencia dun motor de Carnot é 0,4 x 100 % = 40 %
A resposta correcta é A.
11. No gráfico PV dun motor de Carnot que se mostra a continuación, W = 6.000 Joules. A cantidade de calor liberada polo motor por ciclo é…
A. 2.250 xullos
B. 3.000 joules
C. 3.750 xullos
D. 6.000 xullos
E. 9.600 joules
Discusión
Sábese que:
Traballo (W) = 6000 Joules
Temperatura alta (TH) = 800 Kelvin
Baixa temperatura (TL) = 300 Kelvin
Preguntou: Q
Resposta:
Eficiencia dun motor térmico ideal (motor de Carnot):
Calor absorbida pola máquina de Carnot:
W = e Q1
6000 = (0,625) Q1
Q1 = 6000/0,625
Q1 = 9600
Calor liberada por unha máquina de Carnot:
Q2 =Q1 - W
Q2 = 9600 – 6000
Q2 = 3600 Joules
Non hai unha resposta correcta.
12. Un motor de Carnot cunha eficiencia do 40 % usa un depósito quente a 727 °C. Determina a temperatura do depósito frío!
A. 327 °C
357 °C
C. 400 °C
D. 600 °C
E. 627 °C
Discusión
Sábese que:
Eficiencia (e) = 40% = 40/100 = 0,4
Temperatura alta (TH) = 727oC + 273 = 1000 K
Preguntou: Determinar a temperatura do depósito frío
Resposta:
A temperatura do depósito é de 600–273 = 327oC
A resposta correcta é A.
13. A gráfica P-V dun motor de Carnot ten o aspecto da seguinte figura! Se o motor absorbe 800 J de calor, o traballo realizado é...
A. 105,5 J
B. 252,6 J
C. 336,6 J
D. 466,7 J
E. 636,7 J
Discusión
Sábese que:
Temperatura alta (TH) = 600 Kelvin
Baixa temperatura (TL) = 250 Kelvin
Calor absorbida (Q1) = 800 Joules
Preguntou: Negocios (M)
Resposta:
Eficiencia dun motor térmico ideal (motor de Carnot):
Os esforzos realizados son:
W = e Q1
W = (7/12)(800 Joules)
W = 466,7 Joules
A resposta correcta é D.
14. Un motor de Carnot funciona a unha temperatura alta de 600 K para producir traballo mecánico. Se o motor absorbe 600 J de calor a unha temperatura baixa de 400 K, o traballo producido é...
A. 120 J
B. 124 J
C. 135 J
D. 148 J
E. 200 J
Discusión
É coñecido :
Baixa temperatura (TL) = 400 K
Temperatura alta (TH) = 600 K
Calor absorbida (Q1) = 600 Joules
Preguntado/a Traballo producido pola máquina de Carnot (W)
Jawab :
Eficiencia dun motor térmico ideal (motor de Carnot):
Traballo realizado pola máquina de Carnot:
W = e Q1
W = (1/3)(600) = 200 Joules
A resposta correcta é E.
Teoría cinética dos gases e termodinámica
15. Nun tanque hai un gas ideal cun volume de 4 litros e unha temperatura de 27 °F.oC e unha presión de 3 atm (1 atm = 105 Nm-2O gas sofre un proceso de quecemento a presión constante ata unha temperatura de 87oC. A capacidade calorífica do gas é de 9 JK-1 O volume final do gas e a variación da enerxía interna do gas son respectivamente…
A. 4,2 litros, ΔU = 200 Joules
B. 4,4 litros, ΔU = 240 Joules
C. 4,6 litros, ΔU = 280 Joules
D. 4,8 litros, ΔU = 300 Joules
E. 4,8 litros, ΔU = 360 Joules
Discusión
Proceso isobárico (presión constante)
Sábese que:
Volume inicial do gas ideal (V1) = 4 litros
Temperatura inicial do gas ideal (T1) = 27oC + 273 = 300 K
A temperatura final dun gas ideal (T2) = 87oC + 273 = 360 K
Presión do gas ideal (P) = 3 atm = 3 x 105 Nm-2
Capacidade calorífica do gas (C) = 9 JK-1
Preguntou: Volume final de gas (V2) e Cambio de enerxía no gas (ΔU)
Resposta:
Calcula o volume final usando a fórmula da leium Charles (proceso isobárico ou de presión constante):
Cambio de volume:
1 litro = 0,001 m³3
Volume inicial (V1) = 4 (0,001 m3) = 0,004 m3
Volume final (V2) = 4,8 (0,001 m3) = 0,0048 m3
Cambiar volume (ΔV) = V2 - V1 = 0,0048 m3 - 0,004 m3 = 0,008 m3.
Cambios de temperatura:
Cambios de temperatura (ΔT) = T2 - T1 = 360 K – 300 K = 60 K
Calcula a variación de enerxía interna (ΔU) dun gas ideal usando a fórmula da Primeira Lei da Termodinámica:
ΔU = Q – W
Descrición: ΔU = cambio de enerxía interna, Q = calor, W = traballo.
Calcula o traballo (W) a presión constante:
W = P ΔV = (3 x 105)(0,0008) = (3 x 101)(8) = (30)(8) = 240 Joules
Calcula a calor (Q) usando a fórmula da capacidade calorífica (C):
C = Q / ΔT
Q = (C)(ΔT) = (9)(60) = 540 Xulios
Calcula a variación da enerxía interna:
ΔU = Q – W = 540 Joules – 240 Joules = 300 Joules.
A resposta correcta é D.
16. Nun tanque hai 6 litros de gas ideal a unha presión de 2 atm (1 atm = 105 Nm-2), temperatura 27oC. O gas quéntase a unha temperatura de 77oC a presión constante. Se a capacidade calorífica do gas é de 5 JK-1, o volume final e a variación de enerxía interna do gas son respectivamente…
A. 8 litros; ΔU = 250 Joules
B. 8 litros; ΔU = 200 Joules
C. 7 litros; ΔU = 100 Joules
D. 7 litros; ΔU = 50 Joules
E. 7 litros; ΔU = 20 Joules
Discusión
Proceso isobárico (presión constante)
Sábese que:
Volume inicial do gas ideal (V1) = 6 litros
Temperatura inicial do gas ideal (T1) = 27oC + 273 = 300 K
A temperatura final dun gas ideal (T2) = 77oC + 273 = 350 K
Presión do gas ideal (P) = 2 atm = 2 x 105 Nm-2
Capacidade calorífica do gas (C) = 5 JK-1
Preguntou: Volume final de gas (V2) e Cambio de enerxía no gas (ΔU)
Resposta:
Calcula o volume final usando a fórmula da leium Charles (proceso isobárico ou de presión constante):
Cambio de volume:
1 litro = 0,001 m³3
Volume inicial (V1) = 6 (0,001 m3) = 0,006 m3
Vvolume final (V2) = 7 (0,001 m3) = 0,007 m3
Cambio de volume (ΔV) = V2 - V1 = 0,007 m3 - 0,006 m3 = 0,001 m3.
Cambios de temperatura:
Cambios de temperatura (ΔT) = T2 - T1 = 350 K – 300 K = 50 K
Calcula a variación de enerxía interna (ΔU) dun gas ideal usando a fórmula da Primeira Lei da Termodinámica:
ΔU = Q – W
Descrición: ΔU = cambio de enerxía interna, Q = calor, W = traballo.
Calcula o traballo (W) a presión constante:
W = P ΔV = (2 x 105)(0,001) = (2 x 102)(1) = (200)(1) = 200 Joules
Calcula a calor (Q) usando a fórmula da capacidade calorífica (C):
C = Q / ΔT
Q = (C)(ΔT) = (5)(50) = 250 Xulios
Calcula a variación da enerxía interna:
ΔU = Q – W = 250 Joules – 200 Joules = 50 Joules.
A resposta correcta é D.
Proceso termodinámico
17. Presta atención á gráfica do lado e ás seguintes afirmacións!
(1) O proceso AB é isobárico e W = P (V2 - V1)
(2) O proceso BC é adiabático e ΔU = Q
(3) O proceso BC é isocórico e ΔU = Q
(4) O proceso de CA é isotérmico e o sistema absorbe calor.
A afirmación correcta é…
A. (1) e (3)
B. (1) e (4)
C. (2) e (3)
D. (2) e (4)
E. (3) e (4)
Discusión
(1) O proceso AB é isobárico e W = P (V2 - V1)
Isobárica = presión constante. A presión constante indícase cunha liña recta ao longo de P1 de A a B. Neste proceso, a presión permanece constante pero hai unha variación no volume onde o volume aumenta. Se o volume aumenta, entón o sistema realiza traballo sobre o ambiente, onde a cantidade de traballo (W) é o resultado de multiplicar a presión (P) e a variación no volume (ΔU).
(3) O proceso BC é isocórico e ΔU = Q
Isócora = volume constante. O volume constante indícase cunha liña recta ao longo de V.2 de B a C. Neste proceso, o volume permanece constante pero hai unha variación na presión onde a presión aumenta. O volume é constante, polo que non se realiza traballo, onde W = 0. A fórmula da Primeira Lei da Termodinámica é ΔU = Q – W, onde ΔU = variación na enerxía interna, Q = calor e W = traballo. Se non hai traballo entón W = 0, polo que ΔU = Q.
A resposta correcta é A.
18. Observa o seguinte gráfico do ciclo termodinámico!
Da seguinte afirmación:
(1) A – B = isocórico, o traballo depende dos cambios de temperatura
(2) B – C = adiabático, sen cambio de calor
(3) B – C = isobárico, o traballo depende dos cambios de volume
(4) C – A = o proceso ocorre cun esforzo externo ao sistema
A verdade é que…
A. (1) e (2)
B. (1) e (3)
C. (2) e (3)
D. (2) e (4)
E. (3) e (4)
Discusión
(1) A – B = isocórico, o traballo depende dos cambios de temperatura
Si, este proceso é isocórico (volume constante). Non obstante, o volume permanece constante, polo que non se realiza traballo. O traballo ocorre cando hai un cambio de volume. Polo tanto, esta afirmación é incorrecta.
(3) B – C = isobárico, o traballo depende dos cambios de volume
Isobárica = presión constante. A presión constante indícase cunha liña recta de B a C. Neste proceso, hai un cambio no volume do sistema, onde o volume do sistema aumenta. Un aumento no volume do sistema significa que o sistema realiza traballo sobre o ambiente.
(4) C – A = o proceso ocorre cun esforzo externo ao sistema
Neste proceso, o volume do sistema diminúe e a presión do sistema diminúe. Unha diminución no volume do sistema significa que o ambiente realiza traballo sobre o sistema. Noutras palabras, o traballo realízase externamente.
A resposta correcta é E.
Leis da termodinámica
19. Mira a imaxe! Un gas ideal sofre un proceso de cambio de presión (P) a volume (V). O traballo realizado polo gas neste proceso é…
A. 20 Joules
B. 15 Joules
C. 10 Joule
D. 5 Joule
E. 4 Joule
Discusión
É coñecido :
Presión inicial (P1) = 4 Pa = 4 N/m2
Presión final (P2) = 6 Pa = 6 N/m2
Volume inicial (V1) = 2 m3
Volume final (V2) = 4 m3
Preguntado/a Traballo realizado polo gas (W)
Jawab :
Traballo realizado polo gas = área baixo a curva ab.
W = área do triángulo + área do rectángulo
W = ½ (6-4)(4-2) + 4(4-2)
W = ½ (2)(2) + 4(2)
W = 2 + 8
W = 10 Joules
A resposta correcta é E.
20. Un gas ideal experimenta un proceso pechado A → B → C → A. Nun ciclo, o gas realiza un traballo equivalente a….
A. −2,0 x 103 J
B. −5,5 x 103 J
C. −8,0 x 105 J
D. 2,0 x 106 J
E. 4,0 x 106 J
Discusión
Traballo (W) = área da curva (área do triángulo dentro da liña marcada coa frecha).
A = ½ (20-10)(6 x 105 - 2 x 105)
A = ½ (10)(4 x 105)
W = (5)(4 x 105)
L = 20 x 105 = 2 x 106 Joule
A resposta correcta é D.
Orixe da pregunta:
Preguntas de física do exame nacional para o bacharelato/instituto profesional
