GABARITO da avaliação 2 termdinâmica

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GABARITO | Avaliação II - Individual (Cod.:687637)
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Prova35701768
Qtd. de Questões10
Acertos/Erros9/1
Nota9,00
1Suponha 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 190 J/s, que será revestida por uma camada cerâmica de área 1.5 m^2. Sabendo que a diferença de temperatura entre o interior e o exterior do tubo pode atingir no máximo 80 K e que a condutividade térmica do material cerâmico que o reveste é de 0.040 W/mK, analise as sentenças a seguir:
I- A espessura da camada cerâmica deverá ter 2.53 cm.
II- Após um minuto de uso, a quantidade de calor cedida ao ambiente será de 11400 J.
III- Quanto maior o valor da condutividade térmica do revestimento, maior será o isolamento térmico do material revestido.
IV- A potência térmica cedida pela peça ao ambiente será de 290 W.
Assinale a alternativa CORRETA:
A
As sentenças I e II estão corretas.
B
As sentenças III e IV estão corretas.
C
As sentenças II e IV estão corretas.
D
As sentenças I e III estão corretas.
2A 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 cíclico, um gás previamente ocupando uma posição inicial no diagrama PVT, incorre em um procedimento que o leva a um determinado ponto final no mesmo diagrama, trazendo-o de volta à posição inicial. Sobre os processos termodinâmicos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Em um processo cíclico, o sistema retorna a sua configuração (P_i,V_i,T_i) inicial, o que implica que ele não passa por nenhuma alteração em sua temperatura ao fim do ciclo, não havendo variação da energia interna do sistema.
(    ) Em um processo cíclico, o sistema retorna a sua configuração (P_i,V_i,T_i) inicial. A partir da equação que descreve a relação entre a variação da energia interna, o calor envolvido e o trabalho realizado, conclui-se que, por haver variação em da energia interna do sistema, nenhum calor absorvido ou emitido é realocado para a realização de trabalho por ou sobre o gás.
(    ) Em um processo cíclico, o sistema retorna a sua configuração (P_i,V_i,T_i) inicial. A partir da equação que descreve a relação entre a variação da energia interna, o calor envolvido e o trabalho realizado, conclui-se que, por não haver variação da energia interna do sistema, todo calor absorvido ou emitido é realocado para a realização de trabalho sobre o gás.
(    ) Em um processo cíclico, o sistema retorna a sua configuração (P_i,V_i,T_i) inicial, o que implica que ele passa por uma alteração em sua temperatura ao fim do ciclo, não havendo variação da energia interna do sistema.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
V - F - V - F.
B
V - V - F - V.
C
F - F - F - V.
D
F - V - V - F.
3A termodinâmica impulsionou o desenvolvimento da indústria nos primórdios do século XX e sua pesquisa foi por ela impulsionada. Conceitos como temperatura, calor e suas formas de propagação ajudaram a moldar as condições do mundo moderno em que vivemos atualmente. Sobre a definição do conceito de temperatura dos corpos, do calor e de suas formas de propagação, analise as sentenças a seguir:
I- O calor representa o trânsito de uma certa quantidade de energia térmica, transferida de um corpo a uma temperatura mais alta a outro com temperatura mais baixa. Essa transferência pode ocorrer de diferentes formas, entretanto todas elas envolvem fontes quentes e fontes frias de calor.
II- A condução de calor ocorre através do contato direto entre dois corpos a diferentes temperaturas e tende a cessar quando eles alcançam o equilíbrio térmico.
III- A radiação ocorre sempre que um corpo é aquecido por uma fonte de calor. Parte dessa energia é conduzida pela superfície do material, mas parte é irradiada para a atmosfera que o permeia, normalmente nas faixas do visível e do infravermelho. A radiação é a única forma de propagação do calor que não depende de um meio mecânico para ocorrer.
IV- A convecção de calor ocorre através do contato direto entre dois corpos a diferentes temperaturas e também tende a cessar quando eles alcançam o equilíbrio térmico. Entretanto, o contato criado pelo atrito entre as superfícies gera uma alteração nas densidades associadas a diferentes regiões do material, fazendo com que aquelas com densidades mais baixas se concentrem na parte inferior do material.
Assinale a alternativa CORRETA:
A
Somente a sentença I está correta.
B
As sentenças I, II e III estão corretas.
C
Somente a sentença IV está correta.
D
As sentenças II, III e IV estão corretas.
4A teoria dos gases ideais é fundamental para o seu entendimento, ela faz determinadas considerações que nos possibilitam predizer o comportamento de tais gases sob determinadas circunstâncias. Suponha que você esteja estudando as propriedades termodinâmicas de um determinado gás ideal e que submeta tal gás a uma série de processos termodinâmicos que alterarão suas configurações, porém mantendo-o zeloso à equação PV=nRT. Sobre a teoria termodinâmica e os conceitos que sustentam a descrição dos seus processos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Manter temperatura do gás constante durante todo o processo reduz o sistema ao modelo de Boyle.
(    ) A razão entre as pressões, antes e depois de cada processo, será inversamente proporcional à razão entre as temperaturas.
(    ) A razão entre as pressões, antes e depois de cada processo, será inversamente proporcional à razão entre os volumes.
(    ) Manter a temperatura do gás constante durante todo o processo reduz o sistema ao modelo de Charles.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
V - F - V - F.
B
V - F - F - F.
C
V - V - V - V.
D
F - F - V - F.
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 de expansão livre, um gás, previamente contido em uma porção do recipiente, é liberado para mover-se livremente durante o procedimento, sem nenhum contato com o êmbolo móvel do sistema. Sobre os processos termodinâmicos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Em um processo de expansão livre, o êmbolo livre é capaz de mover-se mais rápido que a velocidade de expansão do gás antes contido por ele, dentro de um recipiente termicamente isolado. Isso significa que durante esse processo nenhum trabalho foi realizado por ou sobre o gás, assim como por estar isolado, nenhuma troca de calor ocorre com o sistema.
(    ) Em um processo de expansão livre, o êmbolo livre é capaz de mover-se mais rápido que a velocidade de expansão do gás antes contido por ele, dentro de um recipiente termicamente isolado. Isso significa que durante esse processo a variação na energia interna observada no sistema é compensada pelo soma líquida dos calores absorvidos/emitidos e dos trabalhos realizados sobre ou pelo gás.
(    ) Em um processo de expansão livre, o êmbolo livre é capaz de mover-se mais rápido que a velocidade de expansão do gás antes contido por ele, dentro de um recipiente termicamente isolado. Isso significa que durante esse processo todo o trabalho realizado por ou sobre o gás, compensará o calor absorvido ou emitido que iniciou o processo, fazendo com que a energia interna do sistema se mantenha constante.
(    ) Em um processo de expansão livre, o êmbolo livre é capaz de mover-se mais rápido que a velocidade de expansão do gás antes contido por ele, dentro de um recipiente termicamente isolado. Issosignifica que durante esse processo não há variação na energia interna observada no sistema.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
F - F - F - V.
B
V - V - V - F.
C
V - F - V - F.
D
V - F - F - V.
6O trabalho realizado em um sistema composto por um gás e um êmbolo é um ótimo exemplo para o estudo dos fenômenos termodinâmicos, sendo um tipo de sistema que evolui no diagrama Pressão versus Volume. Ele tira proveito da pressão definida como uma força que atua sobre a superfície do êmbolo, seja para comprimir ou distender o sistema. Sobre a primeira lei da termodinâmica, analise as sentenças a seguir:
I- O volume extra ocupado pelo gás, no evento de uma expansão, é dado pelo produto entre a área do êmbolo e o deslocamento linear que este realiza.
II- O trabalho realizado em um sistema (gás + êmbolo fixo) depende apenas da soma integral do produto da pressão P pela variação do volume dV, a que o sistema é submetido.
III- O trabalho realizado sobre um êmbolo de área A, que se desloca de uma distância ds, é igual aquele realizado pelo êmbolo para voltar a sua posição inicial, antes do deslocamento.
IV- O trabalho realizado em um sistema (gás + êmbolo móvel) depende apenas da soma integral do produto da pressão P pela variação do volume dV, a que o sistema é submetido.
Assinale a alternativa CORRETA:
A
As sentenças II e IV estão corretas.
B
As sentenças II e III estão corretas.
C
Somente a sentença I está correta.
D
As sentenças I, III e IV estão corretas.
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 isotérmico, consideramos positiva a absorção de calor (Q>0) e negativa a emissão de calor (Q<0). Sobre os conceitos que sustentam a descrição dos processos termodinâmicos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Em um processo isotérmico, quando um gás emite uma determinada quantidade de calor, sua pressão decai em proporção inversa com o aumento do volume.
(    ) Em um processo isotérmico, quando um gás absorve uma determinada quantidade de calor, sua pressão decai em proporção inversa com o aumento do volume.
(    ) Em um processo isotérmico, quando um gás emite uma determinada quantidade de calor, sua pressão aumenta em proporção inversa com a diminuição do volume.
(    ) Em um processo isotérmico, quando um gás absorve uma determinada quantidade de calor, sua pressão aumenta em proporção inversa com a diminuição do volume.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
F - F - F - V.
B
F - V - V - F.
C
V - V - F - V.
D
V - F - V - F.
8Transições de fase são consequências diretas da absorção ou emissão de calor por um corpo, seja de um para outro ou o próprio ambiente que permeia o sistema. Este é um tema muito importante porque trata de uma diferença crucial entre os corpos, em termos de absorção ou emissão. Sobre a fenomenologia que suporta a teoria do calor e das transições de fase, assinale a alternativa CORRETA:
A
Toda forma de absorção ou emissão de calor implica, simultaneamente, em aquecimento ou resfriamento de um corpo e também em uma transição de fase deste para outra mais estável.
B
No instante em que há uma transição de fase, a temperatura do corpo cessa em ser alterada pelo calor absorvido ou emitido e incorre em uma reconfiguração molecular, alimentada pela energia térmica que flui do corpo em questão para uma fonte fria ou de uma fonte quente para o corpo em questão.
C
As transições de fase impostas a uma quantidade de matéria criam uma variação de temperatura.
D
Transições de fase são comportamentos específicos de determinados materiais, não sendo aplicados a todas as formas de matéria.
9Suponha que você tenha encontrado um bloco de 1 kg de um material metálico. Observa-se que para alterar a medida de sua temperatura em 45 K, é necessário conceder ao material cerca de 45000 J. Sobre a fenomenologia que suporta a teoria do calor e da temperatura, analise o quadro a seguir e assinale a alternativa CORRETA:
A
O metal é a prata.
B
O metal é o mercúrio.
C
O metal é o cobre.
D
O metal é o alumínio.
10A 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 - V - F - V.
B
V - V - F - F.
C
V - F - V - F.
D
F - F - V - V.