AOL 03 - Fundamentos

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1. 
1. 
2. Pergunta 1 
/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. 
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: 
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1. 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição 
falsa. 
2. 
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição 
verdadeira. 
3. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma 
justificativa correta da I. 
Resposta correta 
4. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é 
uma justificativa correta da I. 
5. 
As asserções I e II são proposições falsas. 
3. Pergunta 2 
/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. 
o desempenho real de ciclos, motores e outros dispositivos pode 
ser determinado pela segunda lei. 
2. 
a segunda lei permite uma avaliação qualitativa dos fatores de 
pior nível de desempenho teórico. 
3. 
aplicando a segunda lei é possível construir uma escala de 
temperatura dependente das propriedades da substância. 
4. 
aplicando a segunda lei a processos é possível estabelecer 
condições de desequilíbrio em um sistema. 
5. 
a segunda lei da termodinâmica permite que sejam previstos o 
sentido dos processos termodinâmicos. 
Resposta correta 
4. Pergunta 3 
/1 
Em análises de engenharia é bastante comum dispor de mecanismos que 
permitem quantificar o grau de degradação da energia nos dispositivos. Em 
termodinâmica, costumamos chamar tais parâmetros de eficiência, que são 
extremamente úteis para indicar o grau de aproximação de um dispositivo real 
a um idealizado. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre eficiência 
isentrópica, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) 
e F para a(s) falsa(s). 
I. ( ) As eficiências isentrópicas são definidas de forma diferente para 
diferentes dispositivos, já que cada dispositivo opera de forma específica. 
II. ( ) A eficiência isentrópica na turbina é a razão entre o trabalho isentrópico 
da turbina pelo trabalho que seria alcançado em um processo real. 
 
III. ( ) O valor da eficiência isentrópica de uma turbina é determinado pela 
aferição do trabalho real da turbina e pelo cálculo do trabalho isentrópico nas 
condições medidas na entrada e na pressão de saída. 
 
IV. ( ) A eficiência isotérmica é calculada para compressores resfriados 
acidentalmente durante o processo de compressão. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
V, F, V, F. 
Resposta correta 
2. 
F, V, V, F. 
3. 
V, V, F, F. 
4. 
F, F, V, V. 
5. 
F, V, F, V. 
5. Pergunta 4 
/1 
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. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os processos em 
sistemas fechados, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) 
verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). 
I. ( ) Quando um sistema isolado é submetido a um processo, os valores de 
energia e entropia somente podem aumentar ou permanecer iguais. 
 
II. ( ) A propriedade extensiva entropia é produzida em sistemas sempre que 
irreversibilidades internas estiverem presentes. 
 
III. ( ) O atrito associado ao escoamento de fluidos através de tubos e ao redor 
de objetos constitui um tipo de irreversibilidade. 
 
IV. ( ) Todos os processos que respeitem o princípio de conservação da energia 
e o princípio de conservação da massa podem ocorrer na natureza. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
F, F, V, F. 
2. 
V, F, V, F. 
3. 
F, V, V, F. 
Resposta correta 
4. 
V, V, F, V. 
5. 
F, V, F, V. 
6. Pergunta 5 
/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. 
V, F, V, F. 
2. 
F, V, V, F. 
Resposta correta 
3. 
V, F, F, V. 
4. 
F, V, F, V. 
5. 
F, F, V, V. 
7. Pergunta 6 
/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. 
( ) Relacionadocom 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: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
1, 4, 2, 3. 
Resposta correta 
2. 
4, 1, 2, 3. 
3. 
3, 4, 2, 1. 
4. 
4, 3, 1, 2. 
5. 
1, 2, 4, 3. 
8. Pergunta 7 
/1 
À medida que um sistema fechado é submetido a um processo internamente 
reversível sua entropia pode aumentar, diminuir ou permanecer constante. 
Algumas consequências para cada valor de entropia dependem do tipo de 
processo e das características do sistema, que pode ser representado 
quantitativamente por meio de alguns diagramas de propriedades. 
Considerando essas informações e com base nos conceitos de processos 
internamente reversíveis, pode-se afirmar que: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
a transferência de energia por calor para um sistema fechado 
durante um processo internamente reversível pode ser 
representada como uma curva no diagrama temperatura-
entropia. 
2. 
um processo é chamado de isentrópico se este for internamente 
irreversível e adiabático, de forma que a entropia do sistema 
permaneça constante. 
3. 
quando a energia é retirada por transferência de calor de um 
sistema fechado submetido a um processo internamente 
reversível, a entropia do sistema permanece constante. 
4. 
quando um sistema fechado submetido a um processo 
internamente reversível recebe energia sob a forma de calor, o 
sistema experimenta um aumento de entropia. 
Resposta correta 
5. 
o sentido da transferência de entropia é o oposto do sentido da 
transferência de calor, ou seja, a transferência de entropia ocorre 
em sentido contrário ao da transferência de calor. 
9. 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, F, F, V. 
2. 
F, F, V, V. 
3. 
V, V, F, F. 
4. 
F, V, F, V. 
5. 
V, F, V, F. 
Resposta correta 
10. 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: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
V, V, F, F. 
Resposta correta 
2. 
F, V, F, V. 
3. 
F, V, V, F. 
4. 
V, F, F, V. 
5. 
F, F, V, V. 
11. Pergunta 10 
/1 
Leia o texto abaixo: 
“A propriedade entropia é uma medida da desordem molecular ou 
aleatoriedade de um sistema, e a segunda lei da termodinâmica estabelece que 
a entropia pode ser criada, mas não pode ser destruída. Portanto a variação da 
entropia de um sistema durante um processo é maior do que a transferência 
líquida de entropia em uma quantidade igual à da entropia gerada dentro do 
sistema durante o processo.”Fonte: ÇENGEL, Y. A., BOLES, M. Termodinâmica. 
7. ed. Porto Alegre: AMGH, 2013. p. 375. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado em relação às 
principais características sobre o balanço de entropia em sistemas fechados, 
analise as afirmativas a seguir. 
I. O princípio de aumento de entropia estabelece que os únicos processos 
possíveis em um sistema isolado são aqueles nos quais a entropia aumenta. 
II. A energia de um sistema isolado deve permanecer constante, porém a 
entropia pode apenas diminuir. 
III. Para sistemas fechados submetidos a processos envolvendo 
irreversibilidades internas, tanto a produção de entropia quanto a variação de 
entropia têm valores positivos. 
IV. A variação de entropia de um sistema fechado durante um processo pode 
ser maior, igual a ou menor que zero. 
Está correto apenas o que se afirma em: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
III e IV. 
2. 
I e II. 
3. 
II e III. 
4. 
II e IV. 
5. 
I e IV.