Fundamentos da Termodinâmica - AOL 3

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12/11/2021 20:00 Comentários
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Pergunta 1 -- /1
Assim como massa e energia, a entropia é uma propriedade extensiva, e pode também ser transferida para o 
interior ou o exterior do volume de controle por escoamentos de matéria. Os balanços de entropia para volumes 
de controle diferem dos balanços de entropia para sistemas fechados, pois envolvem um mecanismo adicional 
de troca de entropia: o fluxo de massa através das fronteiras.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os balanços de entropia em um volume de 
controle, analise as afirmativas a seguir.
I. No balanço da taxa de entropia em um volume de controle, o termo da taxa temporal de geração de entropia é 
devido às irreversibilidades nas vizinhanças do volume de controle.
II. A taxa de variação de entropia em um volume de controle durante um processo é igual à soma das taxas de 
transferência de entropia com a taxa de geração de entropia dentro do volume de controle.
III. As taxas de transferência de entropia para o interior ou o exterior do volume de controle tem sentido contrário 
ao fluxo de massa.
IV. A maioria dos volumes de controle encontrados na prática (como turbinas, compressores, trocadores de calor 
e dutos) opera em regime permanente, não sofrendo variação de entropia.
Está correto apenas o que se afirma em:
III e IV.
I e II.
II e III.
Resposta corretaII e IV.
I e III.
Pergunta 2 -- /1
Uma limitação significativa no desempenho de sistemas percorrendo ciclos de potência pode ser mostrada 
utilizando-se o enunciado de Kelvin-Planck da segunda lei. Para um sistema que executa um ciclo enquanto se 
comunica termicamente com dois reservatórios térmicos, um quente e um frio, e desenvolve um trabalho líquido 
de saída, a eficiência térmica é dada pela razão entre o trabalho desenvolvido e a quantidade de energia 
recebida pelo sistema do reservatório por transferência de calor.
Considerando essas informações e em relação ao conceito de eficiência térmica nos ciclos de potência, analise 
as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
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I. Para qualquer sistema executando um ciclo de potência enquanto opera entre dois reservatórios, somente 
uma parcela da quantidade de energia recebida pelo sistema do reservatório quente por transferência de calor 
pode ser obtida como trabalho.
Porque:
II. A eficiência térmica em qualquer ciclo de potência tem que ser menor do que 100%, quaisquer que sejam os 
detalhes da operação.
A seguir, assinale a alternativa correta:
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
As asserções I e II são proposições falsas.
Resposta correta
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da 
I.
Pergunta 3 -- /1
Três enunciados alternativos para a segunda lei da termodinâmica são definidos de forma a apresentar as 
formulações tradicionais e aplicadas de seus conceitos: os enunciados de Clausius, Kevin-Planck e da entropia. 
Embora o enunciado de Clausius esteja mais de acordo com a experiência, o enunciado de Kelvin-Planck 
fornece um meio mais eficaz para apresentar deduções oriundas da segunda lei, enfatizando o conceito de 
entropia.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os enunciados da segunda lei da termodinâmica, 
analise os termos a seguir e os associe a suas respectivas características:
1) Enunciado de Clausius.
2) Enunciado de Kevin-Planck.
3) Reservatório térmico.
4) Enunciado da Entropia.
( ) Relaciona-se ao sentido da transferência de calor.
( ) Relacionado ao conceito de irreversibilidades em um sistema.
( ) Relacionado com os sistemas que percorrem um ciclo termodinâmico.
( ) Tem relação com um sistema que mantém a sua temperatura constante.
A seguir, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
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3, 4, 2, 1.
1, 2, 4, 3.
Resposta correta1, 4, 2, 3.
4, 1, 2, 3.
4, 3, 1, 2.
Pergunta 4 -- /1
Leia o texto abaixo:
“O princípio do aumento de entropia pode ser representado pelos balanços de energia e entropia nos sistemas 
fechados. Assim, podem-se considerar na análise os sistemas estendidos que compreendem um sistema e 
aquela parcela da vizinhança que é afetada pelo sistema à medida que este percorre um processo. Uma vez 
que toda transferência de energia e massa que ocorre está incluída no interior da fronteira do sistema estendido, 
este sistema estendido pode ser considerado um sistema isolado.”Fonte: MORAN, M. J. et al. Princípios de 
termodinâmica para engenharia. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2018. p. 249.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre análises dos balanços de energia e entropia 
para um sistema isolado, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) 
falsa(s):
I. ( ) Para um sistema isolado, a soma das formas de energia se reduz a zero, uma vez que não ocorrem 
transferências de energia em diferentes formas através da fronteira.
II. ( ) A soma total das formas de energia em um sistema isolado é positiva e crescente, uma vez que o sistema 
não transfere energia para as vizinhanças.
III. ( ) Uma vez que a energia é uma propriedade extensiva, seu valor para um sistema isolado é a soma dos 
valores para o sistema e a vizinhança.
IV. ( ) Como a entropia é uma propriedade intensiva, seu valor para um sistema isolado corresponde à diferença 
dos valores de entropia para o sistema e para a vizinhança.
Está correto apenas o que se afirma em:
Resposta corretaV, F, V, F.
F, F, V, V.
V, V, F, F.
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V, V, F, F.
V, F, F, V.
F, V, F, V.
Pergunta 5 -- /1
A transferência de calor pode ocorrer somente quando houver uma diferença de temperatura entre um sistema e 
sua vizinhança. Portanto, é fisicamente impossível existir um processo reversível de transferência de calor. 
Contudo, um processo de transferência de calor torna-se menos irreversível à medida que a diferença de 
temperatura entre os dois corpos se aproxima de zero.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os tipos de processos termodinâmicos, analise 
os termos disponíveis a seguir e os associe a suas respectivas características:
1) Irreversibilidade interna.
2) Processo reversível.
3) Processo irreversível.
4) Processo internamente reversível.
( ) O sistema e todas as partes que compõem a vizinhança não podem ser restabelecidos aos seus estados 
iniciais exatos após o processo ocorrer. Ocorrem em todo sistema real.
( ) Não existem irreversibilidades dentro do sistema, podendo estar localizadas nas vizinhanças do sistema.
( ) Ocorre quando tanto o sistema quanto sua vizinhança retornam aos estados iniciais após o caminho do 
processo. São hipotéticos, não podendo existir na realidade.
( ) Se refere aos efeitos que ocorrem dentro do sistema, sendo exclusividade dos processos reais, como atrito e 
deformação inelástica.
Agora assinale a alternativa correta:
Resposta correta3, 4, 2, 1.
3, 2, 1, 4.
4, 1, 3, 2.
2, 4, 3, 1.
1, 2, 4, 3.
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Pergunta 6
--
O balanço da taxa de entropia para um sistema fechado é uma importante ferramenta que conduz às medidas 
das irreversibilidades de um sistema. Dessa forma, para determinar a importância relativa de irreversibilidades 
internas e externas, é possível fazer a aplicação do balanço de entropia para um sistema inicial e para um 
sistema estendido, que consiste no próprio sistema inicial e em uma parcela de sua vizinhança imediata.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado em relação às características presentes na equação do 
balanço da taxa de entropia e suas considerações, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre 
elas.
I. O balanço da taxa de entropia para um sistema fechado é uma medida temporal das irreversibilidades 
presentes no sistema.
Porque:
II. A soma dos termos das taxas temporais de transferência de entropia com a de geração de entropia conduz à 
taxa de variação total de entropia no sistema.
A seguir, assinale a alternativa correta:
Resposta correta
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da 
I.
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
As asserções I e II são proposições falsas.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
Pergunta 7 -- /1
Leia o texto abaixo:
“Um sistema fechado não envolve fluxo de massa através de suas fronteiras, e a variação de sua entropia é 
simplesmente a diferença entre as entropias inicial e final do sistema. A variação da entropia de um sistema 
fechado deve-se à transferência de entropia que acompanha a transferência de calor e à geração de entropia 
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dentro da fronteira do sistema.”Fonte: ÇENGEL, Y. A., BOLES, M. Termodinâmica. 7. ed. Porto Alegre: AMGH, 
2013. p. 378.
Com base nessas informações e nos conceitos apresentados de geração de entropia em sistemas fechados, 
pode-se afirmar que:
Resposta correta
para um processo reversível, a geração de entropia é zero e a variação da entropia 
de um sistema é igual à transferência de entropia.
a variação da energia de um sistema é igual à transferência de energia e de entropia para qualquer 
processo, seja reversível ou irreversível.
irreversibilidades como atrito, reações químicas, compressão ou expansão em não equilíbrio sempre 
fazem diminuir a entropia de um sistema.
a transferência de entropia com a massa é igual a zero para os sistemas que envolvem fluxo de 
massa através de suas fronteiras.
a transferência de entropia devida ao calor será maior que zero para os processos ocorrendo em 
sistemas adiabáticos.
Pergunta 8 -- /1
Normalmente usamos algumas ideias ou experimentos mentais simples para reforçar o significado geral do 
conceito de entropia. A noção experimental ou intuitiva de entropia é usada algumas vezes em outros campos 
além da termodinâmica, como na teoria da informação, estatística, biologia e até mesmo em algumas 
modelagens sociais e econômicas.
Com base no texto e considerando o que se sabe a respeito das relações de entropia em sistemas fechados e 
suas interpretações, pode-se afirmar que:
segundo o princípio de conservação da entropia para sistemas fechados, a soma das variações das 
entropias do sistema e vizinhança será igual a zero.
a entropia em um sistema isolado tende a diminuir à medida que o estado de equilíbrio é alcançado, 
até atingir o seu valor mínimo.
em termodinâmica estatística, a entropia é associada ao conceito de aumento no ordenamento 
microscópico enquanto o sistema tende ao equilíbrio.
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Resposta correta
segundo o balanço de entropia para sistemas fechados, não é necessário que a 
variação de entropia seja positiva para o sistema e a vizinhança.
os únicos processos que um sistema isolado pode percorrer são aqueles que tendem a diminuir a 
desordem do sistema.
Pergunta 9 -- /1
De forma análoga ao que acontece com a energia, a entropia pode ser transferida para um sistema ou a partir 
deste por meio de alguns mecanismos. A transferência de entropia é identificada quando atravessa a fronteira do 
sistema, e representa a entropia ganha ou perdida por um sistema durante um processo.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os mecanismos de transferência de entropia, 
analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) A transferência de calor para um sistema aumenta sua entropia, e a transferência de calor do sistema 
diminui sua entropia.
II. ( ) Durante uma interação de energia por transferência de calor, tanto entropia quando energia são trocadas 
entre o sistema e suas vizinhanças.
III. ( ) O trabalho é uma quantidade dependente de entropia, ou seja, tanto energia quanto entropia podem ser 
transferidas por trabalho.
IV. ( ) Os sistemas fechados podem envolver fluxo de massa, e por isso é possível haver transferência de 
entropia com a massa.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
F, V, V, F.
V, F, F, V.
Resposta corretaV, V, F, F.
F, V, F, V.
F, F, V, V.
P t 10 /1
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Pergunta 10 -- /1
Em termodinâmica, o conceito de entropia é tão importante quanto o conceito de energia com o qual estamos 
mais acostumados. Contudo, enquanto a palavra energia faz parte de nossa linguagem cotidiana, a entropia soa 
mais abstrata em análises iniciais, embora ambos sejam conceitos definidos de forma puramente teórica. Por 
isso, a entropia configura uma propriedade útil e serve como uma valiosa ferramenta na análise da segunda lei 
da termodinâmica aplicada aos dispositivos de engenharia.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre o conceito de entropia em sistemas cíclicos, 
pode-se afirmar que:
Resposta correta
um processo deve avançar na direção compatível com o princípio do aumento da 
entropia.
o princípio do aumento da entropia indica que a variação da entropia de um sistema tenderá sempre a 
aumentar.
os processos podem ocorrer em qualquer direção, sem violar o princípio de conservação da entropia.
a entropia pode ser conservada em todo o processo, real ou idealizado, de acordo com o princípio de 
conservação da entropia.
a geração de entropia é uma medida da magnitude das reversibilidades presentes em um processo.