AOL - QUESTIONÁRIO 2 - NOTA 10,0

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Módulo C - 64058 . 7 - Fundamentos da Termodinâmica - D.20212.C 
Avaliação On-Line 2 (AOL 2) – Questionário – NOTA – 10,00
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Conteúdo do teste
1. 
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Pergunta 1 
1 ponto
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:
1. 
2, 1, 4, 3.
2. 
4, 3, 2, 1.
3. CORRETA
2, 4, 1, 3.
4. 
1, 2, 3, 4.
5. 
3, 4, 1, 2.
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2. 
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Pergunta 2 
1 ponto
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:
1. 
II e IV
2. 
I e II.
3. CORRETA
III e IV
4. 
II e III.
5. 
I e IV.
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3. 
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Pergunta 3 
1 ponto
Uma certa interação é classificada como trabalho se satisfizer o seguinte critério, que pode ser considerado como a definição termodinâmica de trabalho: “um sistema realiza trabalho sobre suas vizinhanças se o único efeito sobre tudo aquilo externo ao sistema puder ser o levantamento de um peso”.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre o conceito de trabalho termodinâmico, analise os termos disponíveis a seguir e os associe a suas respectivas características:
1) Trabalho positivo.
2) Trabalho negativo.
3) Trabalho nulo.
4) Potência.
( ) Realizado sobre o sistema pelas vizinhanças.
( ) Alcançado quando não há variação no sistema.
( ) Realizado pelo sistema sobre as vizinhanças.
( ) Taxa de tempo na qual a transferência de energia ocorre.
Agora, assinale a alternativa correta:
1. 
2, 4, 3, 1.
2. 
1, 2, 4, 3.
3. CORRETA
2, 3, 1, 4.
4. 
3, 2, 1, 4.
5. 
4, 1, 3, 2.
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4. 
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Pergunta 4 
1 ponto
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:
1. 
o resfriamento de componentes de computador por uma ventoinha que circula ar no sistema pode ser considerado como transferência de calor por condução.
2. 
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.
3. 
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.
4. CORRETA
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.
5. 
o aquecimento por contato de uma chapa de alumínio conformada a quente pode ser considerado como transferência de calor por radiação.
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Pergunta 5 
1 ponto
Os sistemas fechados também podem interagir com suas vizinhanças por meio de um processo de transferência de energia através de calor. Assim, por exemplo, quando um gás em um recipiente rígido interage com uma placa quente, a energia do gás aumenta, mesmo que nenhum trabalho seja realizado.
Considerando as informações sobre as características de transferência de calor e trabalho, 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 é considerada positiva quando é direcionada para o sistema.
II. ( ) A convenção de sinais para a transferência de calor é a mesma da adotada para o trabalho.
III. ( ) A transferência de calor é considerada negativa quando parte do sistema.
IV. ( ) A quantidade de calor transferida é uma propriedade do sistema e depende dos estados inicial e final.
   Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
1. 
F, F, V, V.
2. 
V, F, F, V.
3. CORRETA
V, F, V, F.
4. 
F, V, F, V.
5. 
F, V, V, F.
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6. 
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Pergunta 6 
1 ponto
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:
1. 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
2. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa corretada I.
3. 
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
4. CORRETA
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
5. 
As asserções I e II são falsas.
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7. 
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Pergunta 7 
1 ponto
Não há exigência de que um sistema que passa por um processo esteja em equilíbrio durante o processo. Alguns ou todos os estados intermediários podem ser estados de não equilíbrio. Em muitos de tais processos, estamos limitados ao conhecimento do estado antes de o processo ocorrer e do estado após o fim do processo. Contudo, os processos quase estáticos contribuem para a dedução das relações existentes entre as propriedades de sistemas simplificados.
 Com base nessas informações e considerando o que se sabe sobre os modelos de processos termodinâmicos, pode-se afirmar que:
1. 
para analisar a expansão de um gás em quase equilíbrio, é necessário que a pressão varie rapidamente ao longo do volume.
2. 
os trabalhos de expansão ou compressão reais de um gás na fronteira de um cilindro podem ser obtidos precisamente para todo o volume.
3. 
em um estado de não equilíbrio as propriedades intensivas permanecem constantes com a posição para um dado tempo.
4. CORRETA
um processo politrópico é uma descrição analítica de um processo de quase equilíbrio relacionando pressão e volume.
5. 
em um estado de quase equilíbrio, a interpretação da área no diagrama pressão-temperatura mostra que o trabalho é propriedade do sistema.
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Pergunta 8 
1 ponto
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:
1. 
as formas sensíveis e latentes de energia interna são definidas como a temperatura, sendo esta uma forma de energia térmica.
2. CORRETA
a energia mecânica é a forma de energia que pode ser convertida diretamente em trabalho mecânico por um dispositivo ideal.
3. 
os sistemas que operam a temperatura constante podem ser analisados mais convenientemente desconsiderando os efeitos de atrito.
4. 
a energia interna associada às ligações atômicas de uma molécula é chamada frequentemente de energia nuclear.
5. 
as energias cinética e potencial independem do estado do corpo, sendo propriedades intensivas do sistema como um todo.
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Pergunta 9 
1 ponto
 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:
1. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
2. CORRETA
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
3. 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
4. 
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
5. 
As asserções I e II são falsas.
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10. 
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Pergunta 10 
1 ponto
Observando que a energia pode ser transferida sob a forma de calor, trabalho e fluxo de massa, e que a transferência líquida de uma quantidade é igual à diferença entre as quantidades transferidas na entrada e na saída, o balanço de energia total do sistema pode ser escrito por uma diferença entre toda a energia que entra no sistema e toda a energia que deixa o sistema por qualquer uma dessas formas.
Considerando essas informações e com base nos conceitos de balanço de energia em um sistema, pode-se afirmar que:
1. 
o balanço de energia pode ser expresso em termos de interações de calor e trabalho em um sistema fechado com fluxo de massa através das fronteiras.
2. 
o trabalho realizado será positivo mesmo para os sistemas que não envolvem interações de trabalho.
3. 
para um sistema fechado executando um ciclo, os estados inicial e final são idênticos e a variação da energia do sistema é maior que zero.
4. 
o balanço de energia pode ser escrito de forma que o trabalho líquido que entra durante um ciclo é igual ao calor líquido que sai.
5. CORRETA
a energia transportada com a massa é zero nos sistemas em que não há escoamento através de suas fronteiras.
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