Avaliação On-Line 02 (AOL 02) - Fundamentos da Termodinâmica

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Módulo B - 60609 . 7 - Fundamentos da Termodinâmica - T.20212.B 
Avaliação On-Line 2 (AOL 2) - Questionário 
 
Pergunta 1 
Leia o texto abaixo: 
 
“Métodos baseados em experimentos estão disponíveis para avaliar a transferência de 
energia sob a forma de calor. Esses métodos identificam dois mecanismos básicos de 
transferência: condução e radiação térmica. Além disso, relações empíricas estão 
disponíveis para avaliar a transferência de energia que envolve um modo combinado 
chamado convecção.”Fonte: MORAN, M. J. et al. Princípios de termodinâmica para 
engenharia. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2018, p. 45. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os conceitos de 
transferência de calor em sistemas fechados, pode-se afirmar que: 
 
a) o aquecimento por contato de uma chapa de alumínio conformada a quente pode 
ser considerado como transferência de calor por radiação. 
b) se um sistema fechado passa por um processo no qual o trabalho é positivo e a 
transferência de calor é negativa, então a energia total aumenta. 
c) se um sistema fechado passa por um processo no qual o trabalho é negativo e 
a transferência de calor é positiva, então a energia total aumenta. 
d) o resfriamento de componentes de computador por uma ventoinha que circula 
ar no sistema pode ser considerado como transferência de calor por condução. 
e) se um sistema fechado passa por um processo no qual a variação de energia 
total é positiva, então a transferência de calor deve ser positiva. 
 
Pergunta 2 
Leia o texto abaixo: 
 
“Os processos são algumas vezes modelados como um tipo idealizado chamado de 
processo em quase equilíbrio (ou quase estático). Um processo em quase equilíbrio é 
aquele em que o afastamento do equilíbrio termodinâmico é, no máximo, infinitesimal. 
Todos os estados por onde o sistema passa, em um processo de quase equilíbrio, 
podem ser considerados estados de equilíbrio. Como os efeitos de não equilíbrio estão 
inevitavelmente presentes durante os processos reais, os sistemas de interesse para a 
engenharia podem, na melhor das hipóteses, se aproximar de um processo em quase 
equilíbrio, mas nunca realizá-lo.” 
Fonte: MORAN, M. J. et al. Princípios de termodinâmica para engenharia. 8. ed. Rio de 
Janeiro: LTC, 2018, p. 38. 
 Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre o trabalho em 
processos termodinâmicos quase estáticos, analise os termos disponíveis a seguir e os 
associe a suas respectivas características: 
 
1) Trabalho elétrico. 
2) Trabalho de eixo. 
3) Trabalho de polarização elétrica. 
4) Trabalho contra uma mola. 
 
( ) Forma mecânica de transmissão de energia, capaz de produzir rotações em um motor 
de automóvel. 
( ) Forma mecânica de trabalho, capaz de alongar um corpo elástico sob aplicação de 
uma força. 
( ) Forma não mecânica de transmissão de energia, em que a densidade de carga 
depende das forças eletromotrizes. 
( ) Forma não mecânica de trabalho, no qual a força generalizada é a intensidade do 
campo elétrico. 
 
Agora, assinale a alternativa correta: 
 
a) 2, 4, 1, 3. 
b) 4, 3, 2, 1. 
c) 3, 4, 1, 2. 
d) 2, 1, 4, 3. 
e) 1, 2, 3, 4. 
 
Pergunta 3 
A partir das contribuições de Galileu e outros, Newton formulou uma descrição geral dos 
movimentos dos objetos sob a influência de forças aplicadas. As leis do movimento de 
Newton, que fornecem a base para a mecânica clássica, conduzem aos conceitos de 
trabalho, energia cinética e energia potencial, os quais eventualmente levam a um 
conceito mais amplo de energia. 
Considerando essas informações e observando as leis de conservação da mecânica, 
em relação ao conceito de energia, analise as asserções a seguir e a relação proposta 
entre elas. 
 
I. O trabalho realizado por uma força é uma grandeza escalar que mede a variação de 
uma dada quantidade de energia. 
Porque: 
II. Transferência de calor e trabalho são as duas únicas formas de interação de energia 
em um sistema fechado. 
 
A seguir, assinale a alternativa correta: 
 
a) As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa 
correta da I. 
b) As asserções I e II são falsas. 
c) A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. 
d) A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. 
e) As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta 
da I. 
 
Pergunta 4 
Do ponto de vista microscópico o modelo de gás ideal é constituído de várias 
idealizações: o gás é composto de moléculas que se encontram em movimento 
randômico e obedecem às leis da mecânica e não existem forças apreciáveis agindo 
nas moléculas, exceto durante colisões. 
Considerando essas informações e com base nos conceitos apresentados de equação 
de estado para um gás ideal, pode-se afirmar que: 
 
a) a pressão e o volume específico estão relacionados com a temperatura e uma 
constante de proporcionalidade universal dos gases. 
b) a altas pressões, o comportamento dos gases reais aproxima-se do 
comportamento do gás ideal. 
c) em geral, nos estados de um gás em que a pressão é pequena com relação à 
pressão crítica, o fator de compressibilidade tende a zero. 
d) a entalpia corresponde à diferença entre a energia interna e o produto da pressão 
pelo volume de uma substância. 
e) o fator de compressibilidade tende a ser unitário à medida que a pressão tende 
ao ponto crítico para uma temperatura fixa. 
 
Pergunta 5 
Leia o texto abaixo: 
 
“Em experimentos clássicos conduzidos no início do século XIX, Joule estudou 
processos através dos quais um sistema fechado passa de um estado de equilíbrio a 
outro. Em particular, ele considerou processos que envolvem interações de trabalho, 
mas não interações de calor, entre o sistema e sua vizinhança. Dessa forma, o valor do 
trabalho líquido realizado por ou sobre um sistema fechado que passa por um processo 
adiabático entre dois estados dados depende somente dos estados inicial e final, e não 
dos detalhes do processo adiabático.”Fonte: MORAN, M. J. et al. Princípios de 
termodinâmica para engenharia. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2018, p. 47. 
 Considerando essas informações e os critérios desenvolvidos a partir dos aspectos de 
variação de energia entre dois estados, analise as afirmativas a seguir: 
 
I. Se 5 kJ de calor forem transferidos para uma batata assando em um forno fechado, 
haverá aumento de energia da batata maior que 5 kJ. 
II. Se 15 kJ de calor são transferidos para a água em aquecimento e 3 kJ forem perdidos 
para o ambiente, o aumento de energia da água será maior que 15 kJ. 
III. Em uma sala isolada aquecida por um aquecedor elétrico, a energia do sistema tende 
a aumentar como resultado do trabalho elétrico realizado. 
IV. Se 12 kJ de calor é transferido para um sistema durante um processo adiabático e 6 
kJ de trabalho é realizado sobre ele, sua energia total aumenta. 
 
Está correto apenas o que se afirma em: 
 
a) I e IV. 
b) II e IV 
c) III e IV 
d) II e III. 
e) I e II. 
 
Pergunta 6 
Calor e trabalho são grandezas direcionais e, portanto, uma descrição completa das 
interações de calor e trabalho exige a especificação de magnitude e direção. Observe 
que a grandeza transferida de ou para o sistema durante a interação não é uma 
propriedade, já que a quantidade de tal grandeza depende de mais parâmetros além 
daqueles do estado do sistema. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre as características das 
interações de transferência de energia entre sistema e vizinhanças, analise as 
asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
 
I. Calor e trabalho são mecanismos de transferência de energia entre um sistema e sua 
vizinhança e ambos estão associados a um processo, não a um estado. 
Porque: 
II. Ao contrário das propriedades, calor ou trabalho não têm significado em um estado. 
A seguir, assinale a alternativa correta: 
 
a) A asserção I é uma proposiçãoverdadeira, e a II é uma proposição falsa. 
b) As asserções I e II são falsas. 
c) As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta 
da I. 
d) A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. 
e) As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa 
correta da I. 
 
Pergunta 7 
O trabalho, assim como o calor, é uma interação de energia entre um sistema e sua 
vizinhança. Assim, se a energia que cruza a fronteira de um sistema fechado não é 
calor, ela deve ser trabalho. O calor é fácil de reconhecer: sua força motriz é uma 
diferença de temperatura entre o sistema e sua vizinhança. Sendo assim, podemos 
simplesmente dizer que o trabalho é uma interação de energia que não é causada por 
uma diferença de temperatura entre um sistema e sua vizinhança. 
Considerando essas informações e as principais características das formas de 
transferência de energia por calor ou trabalho em um sistema termodinâmico, analise 
as afirmativas a seguir: 
 
I. Para um sistema em estado permanente, o valor de nenhuma propriedade varia com 
o tempo. 
II. Se a temperatura de um sistema aumenta, ele deve ter sido submetido à transferência 
de calor. 
III. A energia total de um sistema fechado pode variar como resultado da transferência 
de energia e do fluxo de massa na fronteira. 
IV. Se uma mola for comprimida adiabaticamente, então necessariamente sua energia 
interna irá aumentar. 
 
 Está correto apenas o que se afirma em: 
 
a) I e II. 
b) II e III. 
c) II e IV. 
d) III e IV. 
e) I e IV. 
 
Pergunta 8 
Muitos sistemas de engenharia são projetados para transportar fluidos de um lugar a 
outro a uma vazão, velocidade e diferença de altura especificadas, e o sistema pode 
produzir trabalho mecânico em uma turbina ou pode consumir trabalho mecânico em 
uma bomba ou ventilador durante o processo. Esses sistemas não envolvem conversão 
da energia nuclear, química ou térmica em energia mecânica. 
Considerando essas informações e os conceitos estudados sobre conversão energética 
em um sistema termodinâmico, pode-se afirmar que: 
 
a) as energias cinética e potencial independem do estado do corpo, sendo 
propriedades intensivas do sistema como um todo. 
b) os sistemas que operam a temperatura constante podem ser analisados mais 
convenientemente desconsiderando os efeitos de atrito. 
c) as formas sensíveis e latentes de energia interna são definidas como a 
temperatura, sendo esta uma forma de energia térmica. 
d) a energia interna associada às ligações atômicas de uma molécula é chamada 
frequentemente de energia nuclear. 
e) a energia mecânica é a forma de energia que pode ser convertida diretamente 
em trabalho mecânico por um dispositivo ideal. 
 
Pergunta 9 
Leia o excerto a seguir: 
 
“As formas de energia que constituem a energia total de um sistema podem estar 
contidas ou armazenadas em um sistema e, portanto, podem ser vistas como formas 
estáticas de energia. Os tipos de energia não armazenados em um sistema podem ser 
visualizados como formas dinâmicas de energia ou como interações de energia. As 
formas dinâmicas de energia são identificadas na fronteira do sistema à medida que a 
atravessam e representam a energia ganha ou perdida por um sistema durante um 
processo.”Fonte: ÇENGEL, Y. A., BOLES, M. Termodinâmica. 7. ed. Porto Alegre: 
AMGH, 2013, p. 53. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre as interações de energia 
em sistemas termodinâmicos, pode-se afirmar que: 
 
a) a energia pode cruzar as fronteiras de um sistema fechado por interações como 
energia potencial e energia mecânica. 
b) as transferências de calor e trabalho são as duas únicas formas de interação de 
energia associadas a um sistema fechado. 
c) o trabalho não constitui uma forma de interação de energia em um sistema 
fechado, somente em sistemas isolados. 
d) a transferência de calor é uma interação de energia que somente pode ser 
visualizada em sistemas abertos. 
e) as energias cinética e elétrica são duas formas de interação de energia 
associadas a um sistema fechado. 
 
Pergunta 10 
A energia pode cruzar a fronteira de um sistema fechado em duas formas diferentes: 
calor e trabalho. Quando um corpo é deixado em um meio que está a uma temperatura 
diferente, a transferência de energia ocorre entre o corpo e o meio até que o equilíbrio 
térmico seja estabelecido, ou seja, até que o corpo e o meio atinjam a mesma 
temperatura. Dessa forma, diz-se que a energia é transferida para o corpo sob a forma 
de calor. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre o calor e as interações 
de energia em um sistema termodinâmico, analise as afirmativas a seguir e assinale V 
para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). 
 
I. ( ) É possível entender o calor como a forma de energia transferida entre dois sistemas 
em virtude da diferença de temperaturas. 
II. ( ) Em termodinâmica, entendemos como fluxo de calor o escoamento de uma 
substância fluida chamada de calor. 
III. ( ) Um processo durante o qual não há transferência de calor é chamado de 
adiabático, podendo ser considerado para sistemas bem isolados. 
IV. ( ) Para o equilíbrio térmico, a direção da transferência de energia ocorre do corpo 
de menor temperatura para o de maior temperatura. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
 
a) V, V, F, V. 
b) F, V, V, F. 
c) F, V, F, V. 
d) V, F, F, V. 
e) V, F, V, F.