Avaliação Online AOL 03 (AOL 03) - Fundamentos da Termodinâmica

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Módulo B - 60609 . 7 - Fundamentos da Termodinâmica - T.20212.B 
Avaliação On-Line 3 (AOL 3) - Questionário 
 
Pergunta 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: 
 
a) As asserções I e II são proposições falsas. 
b) As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta 
da I. 
c) A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. 
d) A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. 
e) As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa 
correta da I. 
 
Pergunta 2 
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: 
 
a) F, V, V, F. 
b) F, F, V, V. 
c) V, F, V, F. 
d) F, V, F, V. 
e) V, F, F, V. 
 
Pergunta 3 
O balanço da taxa de entropia para um sistema fechado é uma importante ferramenta 
que conduz às medidas das irreversibilidades de um sistema. Dessa forma, para 
determinar a importância relativa de irreversibilidades internas e externas, é possível 
fazer a aplicação do balanço de entropia para um sistema inicial e para um sistema 
estendido, que consiste no próprio sistema inicial e em uma parcela de sua vizinhança 
imediata. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado em relação às características 
presentes na equação do balanço da taxa de entropia e suas considerações, analise as 
asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
 
I. O balanço da taxa de entropia para um sistema fechado é uma medida temporal das 
irreversibilidades presentes no sistema. 
Porque: 
II. A soma dos termos das taxas temporais de transferência de entropia com a de 
geração de entropia conduz à taxa de variação total de entropia no sistema. 
 
A seguir, assinale a alternativa correta: 
 
a) As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta 
da I. 
b) As asserções I e II são proposições falsas. 
c) A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. 
d) A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. 
e) As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa 
correta da I. 
 
Pergunta 4 
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: 
 
a) I e IV. 
b) II e IV. 
c) II e III. 
d) III e IV. 
e) I e II. 
 
Pergunta 5 
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: 
 
a) o desempenho real de ciclos, motores e outros dispositivos pode ser 
determinado pela segunda lei. 
b) a segunda lei da termodinâmica permite que sejam previstos o sentido dos 
processos termodinâmicos. 
c) a segunda lei permite uma avaliação qualitativa dos fatores de pior nível de 
desempenho teórico. 
d) aplicando a segunda lei a processos é possível estabelecer condições de 
desequilíbrio em um sistema. 
e) aplicando a segunda lei é possível construir uma escala de temperatura 
dependente das propriedades da substância. 
 
Pergunta 6 
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 estiverempresentes. 
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: 
 
a) F, V, F, V. 
b) V, V, F, V. 
c) F, V, V, F. 
d) V, F, V, F. 
e) F, F, V, F. 
 
Pergunta 7 
Assim como massa e energia, a entropia é uma propriedade extensiva, e pode também 
ser transferida para o interior ou o exterior do volume de controle por escoamentos de 
matéria. Os balanços de entropia para volumes de controle diferem dos balanços de 
entropia para sistemas fechados, pois envolvem um mecanismo adicional de troca de 
entropia: o fluxo de massa através das fronteiras. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os balanços de entropia 
em um volume de controle, analise as afirmativas a seguir. 
 
I. No balanço da taxa de entropia em um volume de controle, o termo da taxa temporal 
de geração de entropia é devido às irreversibilidades nas vizinhanças do volume de 
controle. 
II. A taxa de variação de entropia em um volume de controle durante um processo é 
igual à soma das taxas de transferência de entropia com a taxa de geração de entropia 
dentro do volume de controle. 
III. As taxas de transferência de entropia para o interior ou o exterior do volume de 
controle tem sentido contrário ao fluxo de massa. 
IV. A maioria dos volumes de controle encontrados na prática (como turbinas, 
compressores, trocadores de calor e dutos) opera em regime permanente, não sofrendo 
variação de entropia. 
 
Está correto apenas o que se afirma em: 
 
a) III e IV. 
b) I e III. 
c) II e IV. 
d) I e II. 
e) II e III. 
 
Pergunta 8 
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: 
 
 
a) 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. 
b) um processo é chamado de isentrópico se este for internamente irreversível e 
adiabático, de forma que a entropia do sistema permaneça constante. 
c) 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. 
d) quando um sistema fechado submetido a um processo internamente reversível 
recebe energia sob a forma de calor, o sistema experimenta um aumento de entropia. 
e) 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. 
 
Pergunta 9 
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: 
 
a) F, F, V, V. 
b) V, V, F, F. 
c) V, F, F, V. 
d) F, V, V, F. 
e) F, V, F, V. 
 
Pergunta 10 
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: 
 
a) II e IV. 
b) II e III. 
c) I e IV. 
d) I e II. 
e) III e IV.