[IME - 2014/2015 - 1a fase]
A figura acima mostra um sistema posicionado no vácuo formado por um recipiente contendo um gás ideal de massa molecular e calor específico em duas situações distintas. Esse recipiente é fechado por um êmbolo preso a uma mola de constante elástica , ambos de massa desprezível. Inicialmente (Situação 1), o sistema encontra-se em uma temperatura , o êmbolo está a uma altura em relação à base do recipiente e a mola comprimida de em relação ao seu comprimento relaxado.
Se uma quantidade de calor for fornecida ao gás (Situação 2), fazendo com que o êmbolo se desloque para uma altura e a mola passe a estar comprimida de , a grandeza que varia linearmente com é
Gabarito:
Resolução:
Primeiramente, podemos comparar a força que a mola exerce sobre o êmbolo com a força que a pressão exerce sobre o êmbolo da seguinte maneira:
Agora, podemos usar essa relação para a Lei Geral dos gases perfeitos
Agora queremos saber qual grandeza afeta o valor de Q, para isso, temos que observar sua equação:
Vamos isolar o T da equação (1) para obtermos mais uma das variáveis da equação de Q:
Como temos que
Então:
Como temos que é constante nas duas situações, assim como e . E , e são constantes.
Temos então que são as únicas variáveis para Q se alterar entre as duas situações.
Alternativa E.
(IME 2007)
O gráfico acima apresenta a velocidade de um objeto em função do tempo. A aceleração média do objeto no intervalo de tempo de 0 a 4t é:
Ver questão(IME 2007) Um cubo de material homogêneo, de lado L = 0,4 m e massa M = 40 kg, está preso à extremidade superior de uma mola, cuja outra extremidade está fixada no fundo de um recipiente vazio. O peso do cubo provoca na mola uma deformação de 20 cm. Coloca-se água no recipiente até que o cubo fique com a metade de seu volume submerso. Se a massa específica da água é , a deformação da mola passa a ser:
Ver questão(IME 2007) Uma nave em órbita circular em torno da Terra usa seus motores para assumir uma nova órbita circular a uma distância menor da superfície do planeta. Considerando desprezível a variação da massa do foguete, na nova órbita:
Ver questão(IME 2007) Um gás ideal sofre uma expansão isotérmica, seguida de uma compressão adiabática. A variação total da energia interna do gás poderá ser nula se, dentre as opções abaixo, a transformação seguinte for uma:
Ver questão