prova final de TERMODINAMICA

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1Suponha que você esteja trabalhando com um gás ideal, de modo que você pretende estudar os processos de transferência de calor e trabalho realizado pelo ou sobre o gás. Sobre a fenomenologia, que suporta a teoria dos gases ideais, assinale a alternativa CORRETA:
A
De acordo com a lei de Boyle, o produto entre a pressão de um gás e o volume que ele ocupa se mantém constante no tempo.
B
De acordo com a lei de Charles, o produto entre a pressão de um gás e o volume que ele ocupa se mantém constante no tempo.
C
De acordo com a lei de Charles, o produto entre a temperatura de um gás e o volume que ele ocupa se mantém constante no tempo.
D
De acordo com a lei de Boyle, o produto entre a temperatura de um gás e o volume que ele ocupa se mantém constante no tempo.
2A temperatura interna de uma caverna varia entre 17 e 21 °C. Em um certo dia, a caverna Olhos D'água, localizada na cidade de Ponta Grossa (PR), apresentou uma temperatura de 19 °C. Que valores seriam mostrados em dois termômetros, um graduado na escala Fahrenheit, e outro na escala Kelvin, se estivessem no interior dessa caverna?
A
Tf = 68 °F e Tk = 294 K.
B
Tf = 65,8 °F e Tk = 290 K.
C
Tf = 66,2 °F e Tk = 292 K.
D
Tf = 67,5 °F e Tk = 293 K.
3Suponha que você esteja trabalhando no projeto de um revestimento cerâmico para cobrir uma peça tubular de um motor que opera em alta temperatura, mas cujo calor cedido ao ambiente pode danificar o mecanismo e torná-lo menos eficiente. Para evitar também o superaquecimento do material é aceitável para a peça uma perda limiar de calor de 420 J/s, que será revestida por uma camada cerâmica de área 1.2 m^2. Sabendo que a diferença de temperatura entre o interior e o exterior do tubo pode atingir no máximo 100 K e que a condutividade térmica do material cerâmico que o reveste é de 0.04 W/mK, analise as sentenças a seguir:
I- A espessura da camada cerâmica deverá ter 1.1 cm.
II- Quanto maior o valor da condutividade térmica do revestimento, maior será o isolamento térmico do material revestido.
III- Após um minuto de uso, a quantidade de calor cedida ao ambiente será de 25200 J.
IV- A potência térmica cedida pela peça ao ambiente será de 420 W.
Assinale a alternativa CORRETA:
A
As sentenças II e IV estão corretas.
B
As sentenças I, III e IV estão corretas.
C
As sentenças II e III estão corretas.
D
As sentenças I e II estão corretas.
4Ao estudarmos os gases ideais, estabelecemos que ele é um gás, onde o movimento de suas partículas obedecem as leis da cinemática, tanto para locomoção quanto para colisão. Nesse gás, comumente, suas partículas estão distantes umas das outras, mantendo vazios entre si. Considerando uma lata de "spray" qualquer, foi utilizada até não mais liberar seu conteúdo. Sobre o exposto, analise as sentenças a seguir:
I- A pressão de gases no interior da lata é zero.
II- A pressão de gases no interior da lata é igual à pressão atmosférica.
III- Existe vácuo no interior da lata.
IV- Ao aquecermos a lata, a pressão em seu interior não varia.
V- Ao aquecermos a lata e pressionarmos sua válvula, gases sairão dela novamente.
Assinale a alternativa CORRETA:
A
As sentenças II e IV estão corretas.
B
As sentenças I e IV estão corretas.
C
As sentenças III e IV estão corretas.
D
As sentenças II e III estão corretas.
5A teoria dos processos termodinâmicos descreve como um fluido, submetido à determinada configuração inicial (P_i,V_i,T_i), evolui para uma configuração final (P_f,V_f,T_f), através de diferentes procedimentos aos quais é submetido. Em um processo adiabático, nenhuma troca de calor é observada durante o procedimento. Sobre os processos termodinâmicos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Em um processo isobárico, em que um gás não absorve nem emite calor, o sistema migra de uma isoterma para outra, além disso a pressão do gás contido também varia, assim como o volume do gás.
(    ) Em um processo isobárico, em que um gás não absorve nem emite calor, todo o trabalho realizado pelo ou sobre o gás é realocado à variação da energia interna do sistema em um novo arranjo no diagrama PTV.
(    ) Em um processo isobárico, em que um gás não absorve nem emite calor, o sistema migra de uma isoterma para outra, entretanto a pressão do gás contido, assim como o volume do gás não sofrem qualquer alteração.
(    ) Em um processo isobárico, em que um gás não absorve nem emite calor, todo o calor absorvido ou emitido pelo gás é realocado à variação da energia interna do sistema, em um novo arranjo no diagrama PTV.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
F - F - V - V.
B
V - V - F - F.
C
F - V - F - V.
D
V - F - V - F.
6Rosana se depara com seu filho doente, e precisa medir a temperatura dele, com um termômetro calibrado na escala Célsius. Após a aferição, seu termômetro marca 40 °C. Vendo que a temperatura estava elevada, ela procura orientação médica, por telefone, que a questiona: "Qual a temperatura dele em Fahrenheit?". Após a conversão, ela responde: "102 °F". Essa informação está correta?
A
Não, ela errou por 2.
B
Sim, ela fez a conversão de forma correta.
C
A conversão não faz sentido.
D
Não, ela errou por 5.
7A teoria dos processos termodinâmicos descreve como um fluido, submetido à determinada configuração inicial (P_i,V_i,T_i), evolui para uma configuração final (P_f,V_f,T_f), através de diferentes procedimentos aos quais é submetido. Em um processo isovolumétrico, o volume do sistema não é alterado durante o procedimento. Sobre os processos termodinâmicos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Em um processo térmico, em que um gás emite calor, o sistema migra de uma isoterma à temperatura menor para uma à temperatura maior, além disso a pressão do gás contido também aumenta, proporcionalmente à variação de temperatura.
(    ) Em um processo térmico, em que um gás absorve calor, o sistema migra de uma isoterma à temperatura menor para uma à temperatura maior, além disso a pressão do gás contido também aumenta, proporcionalmente à variação de temperatura.
(    ) Em um processo térmico, em que um gás absorve calor, nenhuma variação da energia interna ocorre, de modo que todo o calor absorvido é realocado à realização de trabalho pelo gás.
(    ) Em um processo térmico, em que um gás absorve calor, nenhum trabalho é realizado pelo gás, de modo que todo o calor absorvido é realocado à variação da energia interna.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
F - V - F - V.
B
V - V - F - V.
C
V - F - V - F.
D
F - F - V - F.
8Imagine que desejamos homenagear Ludwig Eduard Boltzmann (1844-1906), famoso cientista austríaco que contribuiu para o entendimento da termodinâmica com seus estudos sobre condutividade térmica e que podemos então estabelecer aqui uma escala termométrica que leve o nome do pesquisador. Supondo que nessa nova escala a água funde a 50 °B e evapora a 100 °B, estabeleça uma relação entre a escala Boltzmann (°B) e as escalas Celsius (°C) e Kelvin (K). Sobre o exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) T_B=2T_C+50.
(    ) T_B=(1/2) T_C+50.
(    ) T_B=(5/10)(T_K-173.15).
(    ) T_B=(10/5)(T_K+173.15).
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
F - V - V - F.
B
V - F - F - F.
C
V - F - V - F.
D
F - V - F - V.
9Os processos adiabáticos em gases ideais delineiam um mecanismo delicado em que um sistema, formado por um gás termicamente isolado, evolui entre diferentes pontos no diagrama PVT, mantendo sempre constante a relação (PV/T) . Considerando os conceitos que sustentam a descrição dos processos termodinâmicos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Em um processo adiabático, os calores absorvidos e emitidos são sempre tais que mantêm constante a energia interna do sistema.
(    ) Em um processo adiabático, a energia interna do sistema pode ser escrita em termos da capacidade calorífica a volume constante do gás envolvido.
(    ) O processo adiabático elimina a possibilidade de haver trabalhosendo realizado pelo ou sobre o gás.
(    ) Nos processos adiabáticos, uma equação diferencial ordinária de primeira ordem representa a relação entre variação de pressão e de volume em um sistema ideal, ambas conectadas pelo índice adiabático.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
F - F - V - V.
B
F - V - F - F.
C
F - V - F - V.
D
V - V - F - V.
10No estudo dos gases ideais vemos que um gás é composto por átomos e moléculas, que se movem de acordo com as leis estabelecidas pela cinemática. Em um gás, suas partículas normalmente estão muito distantes uma das outras, tendo o vazio entre si. Vemos também que a principal característica dos gases é de praticamente só existir interação entre suas partículas quando elas colidem umas com as outras. Sobre o comportamento de um sistema gasoso, analise as sentenças a seguir:
I- A pressão de um gás é o resultado das colisões das moléculas com as paredes do recipiente.
II- A energia cinética média das moléculas de um gás é diretamente proporcional à temperatura absoluta.
III- Volume, pressão e temperatura são chamados variáveis de estado.
IV- As moléculas se movimentam sem colidirem com as paredes do recipiente que as contém.
Assinale a alternativa CORRETA:
A
Somente a sentença I está correta.
B
As sentenças II, III e IV estão corretas.
C
Somente a sentença II está correta.
D
As sentenças I, II e III estão corretas.
11(ENADE, 2008) Numa competição entre estudantes de Física de várias instituições, um grupo projeta uma máquina térmica hipotética que opera entre somente dois reservatórios de calor, a temperaturas de 250 K e 400 K. Nesse projeto, a máquina hipotética produziria, por ciclo, 75 J de trabalho, absorveria 150 J de calor da fonte quente e cederia 75 J de calor para a fonte fria. Qual é o trabalho realizado?
A
95 J.
B
100 J.
C
75 J.
D
150 J.
12(ENADE, 2017) Alguns estudantes apresentam uma concepção de calor que remete a conceitos de cientistas que por volta do século XIX, o denominavam calórico. Em sala de aula, detectam-se essas concepções a partir de frases associadas à sensação térmica, "estou com muito calor", o que expressa a ideia de que o corpo possui calor. Esse tipo de concepção espontânea constitui um obstáculo frequente para o ensino dessa grandeza física. Considerando as estratégias para o ensino do conceito de calor em uma aula de Física, avalie as afirmações a seguir:
I- As concepções espontâneas acerca do calor atribuem a essa grandeza física uma ideia de substâncias ou fluidos aos corpos, o que justifica a crença de que tal substância ou fluido seja a causa do aumento ou da diminuição da temperatura dos corpos.
II- A professora pode buscar na História e na epistemologia da ciência elementos que fundamentem a abordagem das concepções espontâneas acerca do calor.
III- Na elaboração dessas estratégias, é importante considerar as concepções espontâneas e, a partir delas, desencadear o processo de ensino-aprendizagem com reformulação conceitual.
É correto o que se afirma em:
A
I e II, apenas.
B
I e III, apenas.
C
II e III, apenas.
D
I, II e III.