AOL3 Fundamentos da Termodinâmica

Prévia do material em texto

Módulo C - 64044 . 7 - Fundamentos da Termodinâmica - D.20212.C 
Avaliação On-Line 3 (AOL 3) - 
Questionário 
7/10 
Conteúdo do exercício 
Conteúdo do exercício 
1. Pergunta 1 
/1 
Leia o texto abaixo: 
“A entropia é uma propriedade e, portanto, o valor da entropia de um sistema é fixo uma vez 
estabelecido o estado do sistema. A especificação de duas propriedades intensivas independentes 
determina o estado de um sistema compressível simples e o valor da entropia, bem como os valores 
de outras propriedades daquele estado. A partir de uma relação que a defina, a variação da entropia 
de uma substância pode ser expressa por outras propriedades.”Fonte: ÇENGEL, Y. A., BOLES, M. 
Termodinâmica. 7. ed. Porto Alegre: AMGH, 2013. p. 339. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre as propriedades das variações da 
entropia de substâncias puras, analise as afirmativas a seguir. 
I. Nas tabelas de propriedades, os valores de entropia são fornecidos aleatoriamente. 
II. A variação da entropia de um corpo em um sistema fechado é dada pela razão entre a massa do 
corpo e a diferença entre os valores de entropia nos estados final e inicial. 
III. Os valores de entropia tornam-se negativos a temperaturas abaixo do valor de referência. 
IV. O valor da entropia pode ser obtido diretamente nas regiões de líquido comprimido e vapor 
superaquecido, sem a necessidade de nenhum cálculo adicional. 
Está correto apenas o que se afirma em: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
II e IV. 
2. 
II e III. 
3. Incorreta: 
I e IV. 
4. 
III e IV. 
Resposta correta 
5. 
I e II. 
2. Pergunta 2 
/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: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
a entropia em um sistema isolado tende a diminuir à medida que o estado de equilíbrio é 
alcançado, até atingir o seu valor mínimo. 
2. 
os únicos processos que um sistema isolado pode percorrer são aqueles que tendem a diminuir 
a desordem do sistema. 
3. 
segundo o princípio de conservação da entropia para sistemas fechados, a soma das variações 
das entropias do sistema e vizinhança será igual a zero. 
4. 
em termodinâmica estatística, a entropia é associada ao conceito de aumento no ordenamento 
microscópico enquanto o sistema tende ao equilíbrio. 
5. 
segundo o balanço de entropia para sistemas fechados, não é necessário que a variação de 
entropia seja positiva para o sistema e a vizinhança. 
Resposta correta 
3. Pergunta 3 
/1 
Os diagramas de propriedades conferem uma poderosa ferramenta para a determinação dos valores 
das propriedades de uma substância em um sistema. Quando o valor da propriedade não pode ser 
obtido diretamente dos valores de referência tabelados, recorre-se ao cálculo do título, que é a 
relação entre as quantidades de vapor em relação ao líquido presentes em uma determinada região do 
diagrama. 
Considerando essas informações e em relação às propriedades definidas através dos diagramas de 
entropia, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
I. Ao estudar os aspectos da segunda lei da termodinâmica relacionados a processos, a entropia é 
normalmente usada como uma coordenada em diagramas como T"-" s. 
Porque: 
II. Em um diagrama termodinâmico que relacione a entropia, as linhas de líquido saturado e vapor 
saturado correspondem aos limites entre as fases sólida e líquida. 
A seguir, assinale a alternativa correta: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I. 
2. 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. 
Resposta correta 
3. 
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. 
4. 
As asserções I e II são proposições falsas. 
5. Incorreta: 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I. 
4. Pergunta 4 
/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: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
F, V, V, F. 
2. 
V, F, F, V. 
3. 
F, F, V, V. 
4. 
F, V, F, V. 
5. 
V, V, F, F. 
Resposta correta 
5. 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: 
Ocultar opções de resposta 
1. Incorreta: 
2, 4, 3, 1. 
2. 
3, 2, 1, 4. 
3. 
1, 2, 4, 3. 
4. 
4, 1, 3, 2. 
5. 
3, 4, 2, 1. 
Resposta correta 
6. Pergunta 6 
/1 
Leia o texto abaixo: 
“Há cerca de 135 anos, o renomado físico J. C. Maxwell, do século XIX, escreveu ‘[…] a segunda 
lei é uma verdade estatística, depende do fato de que os corpos com que lidamos consistem em 
milhões de moléculas. […] Ainda assim a segunda lei é continuamente violada […] em qualquer 
grupo de moléculas suficientemente pequeno pertencente a um corpo real’. Embora o ponto de vista 
de Maxwell tenha sido reforçado pelos teóricos ao longo dos anos, a confirmação experimental foi 
evasiva. Então, em 2002, os experimentalistas reportaram que haviam demonstrado violações da 
segunda lei: na escala micro em intervalos de tempo de até 2 segundos, a entropia foi consumida e 
não produzida.”Fonte: MORAN, M. J. et al. Princípios de termodinâmica para engenharia. 8. ed. Rio 
de Janeiro:LTC, 2018. p. 251. (Adaptado). 
Considerando essas informações e as relações entre a entropia e a segunda lei da termodinâmica, 
analise as afirmativas a seguir: 
I. ( ) Organismos vivos, como plantas, violam a segunda lei da termodinâmica pelo fato de 
parecerem criar ordem a partir da desordem. 
II. ( ) Na escala nanométrica, alguns dispositivos podem não se comportar conforme o previsto na 
segunda lei. 
III. ( ) Qualquer sistema macroscópico, como uma turbina de avião ou um motor de automóvel, 
deverá se comportar sem violar a segunda lei. 
IV. ( ) As previsões obtidas através da segunda lei da termodinâmica serão válidas para um número 
reduzido de sistemas macroscópicos isolados reais. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
F, V, V, F. 
Resposta correta 
2. 
F, F, V, V. 
3. 
V, F, V, F. 
4. 
F, V, F, V. 
5. 
V, F, F, V. 
7. 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 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: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
a variação da energia de um sistema é igual à transferência de energia e de entropia para 
qualquer processo, seja reversível ou irreversível. 
2. 
a transferência de entropia com a massa é igual a zero para os sistemas que envolvem fluxo de 
massa através de suas fronteiras. 
3. 
a transferência de entropia devida ao calor será maior que zero para os processos ocorrendo 
em sistemas adiabáticos. 
4. 
para um processo reversível, a geração de entropia é zero e a variação da entropia de um 
sistema é igual à transferência de entropia. 
Resposta correta 
5. 
irreversibilidades como atrito, reações químicas, compressão ou expansão em não equilíbrio 
sempre fazem diminuir a entropia de um sistema. 
8. Pergunta 8 
/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: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
V, V, F, F. 
2. 
F, V, F, V. 
3. 
V, F, V, F. 
Resposta correta 
4. 
F, F, V, V. 
5. 
V, F, F, V. 
9. Pergunta 9 
/1 
O uso da segunda lei da termodinâmica não se limita à identificação da direção dos processos. A 
segunda lei também afirma que a energia tem qualidade, bem como quantidade. A preservação da 
qualidade da energia é uma grande preocupação dos engenheiros, e a segunda lei oferece os meios 
necessários para determinar a qualidade, bem como o nível de degradação da energia durante um 
processo. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre as relações entre a entropia e a 
segunda lei da termodinâmica aplicada a sistemas fechados, analise as afirmativas a seguir e assinale 
V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). 
I. ( ) A variação de entropia em um sistema fechado é a mesma para qualquer processo entre dois 
estados especificados. 
II. ( ) Um processo em um sistema fechado que não obedece à segunda lei da termodinâmica 
necessariamente viola a primeira lei da termodinâmica. 
III. ( ) Um sistema fechado pode sofrer uma diminuição de entropia somente se houver transferência 
de calor do sistema para as vizinhanças durante o processo. 
IV. ( ) A segunda lei da termodinâmica estabelece que a variação de entropia em um sistema fechado 
deve ser maior que ou igual a zero. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
F, V, V, F. 
2. 
V, F, F, V. 
3. 
V, F, V, F. 
Resposta correta 
4. 
F, V, F, V. 
5. 
V, V, F, V. 
10. Pergunta 10 
/1 
A segunda lei da termodinâmica permite que determinadas características de um sistema sejam 
definidas a partir dos critérios de espontaneidade de seus processos. Assim, a segunda lei configura 
um dispositivo auxiliar à primeira lei no desenvolvimento de trabalho, e vem sendo utilizada nas 
mais diversas áreas do conhecimento científico. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os aspectos da segunda lei da 
termodinâmica, pode-se afirmar que: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
a segunda lei da termodinâmica permite que sejam previstos o sentido dos processos 
termodinâmicos. 
Resposta correta 
2. 
aplicando a segunda lei a processos é possível estabelecer condições de desequilíbrio em um 
sistema. 
3. 
o desempenho real de ciclos, motores e outros dispositivos pode ser determinado pela segunda 
lei. 
4. 
aplicando a segunda lei é possível construir uma escala de temperatura dependente das 
propriedades da substância. 
5. 
a segunda lei permite uma avaliação qualitativa dos fatores de pior nível de desempenho 
teórico.