Avaliação On-Line 2 (AOL 2) - Fundamentos da Termodinâmica

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Pergunta 1 -- /1
A primeira lei da termodinâmica, também conhecida como princípio de conservação da energia, oferece uma base sólida 
para o estudo das relações entre as diversas formas de energia e interações de energia. Com base em observações 
experimentais, a primeira lei da termodinâmica enuncia que energia não pode ser criada nem destruída durante um 
processo; ela pode apenas mudar de forma. Assim, cada parcela de energia deve ser contabilizada durante um processo.
 Considerando essas informações e as relações entre as escalas termométricas nos sistemas de unidades usuais, analise 
as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 I. ( ) Para um processo de compressão de um gás, o princípio de conservação da energia exige que o aumento da energia 
do sistema seja maior que o trabalho de fronteira realizado sobre o sistema.
II. ( ) Para todos os processos adiabáticos entre dois estados especificados de um sistema fechado, o trabalho líquido 
realizado é o mesmo independentemente da natureza do sistema fechado.
III. ( ) O valor do trabalho líquido em um processo adiabático deve depender apenas dos estados inicial e final do sistema e, 
portanto, deve corresponder à variação da energia total do sistema.
IV. ( ) A definição da primeira lei da termodinâmica se baseia em grande parte nos experimentos de Joule, podendo ser 
obtida através de diversos outros princípios físicos auxiliares.
F, F, V, V.
F, V, F, V.
V, F, F, V.
Resposta corretaF, V, V, F.
V, F, V, F.
Pergunta 2 -- /1
Do ponto de vista microscópico o modelo de gás ideal é constituído de várias idealizações: o gás é composto de moléculas 
que se encontram em movimento randômico e obedecem às leis da mecânica e não existem forças apreciáveis agindo nas 
moléculas, exceto durante colisões.
Considerando essas informações e com base nos conceitos apresentados de equação de estado para um gás ideal, pode-
se afirmar que:
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a entalpia corresponde à diferença entre a energia interna e o produto da pressão pelo volume de uma 
substância.
Resposta correta
a pressão e o volume específico estão relacionados com a temperatura e uma constante de 
proporcionalidade universal dos gases.
a altas pressões, o comportamento dos gases reais aproxima-se do comportamento do gás ideal.
em geral, nos estados de um gás em que a pressão é pequena com relação à pressão crítica, o fator de 
compressibilidade tende a zero.
o fator de compressibilidade tende a ser unitário à medida que a pressão tende ao ponto crítico para uma 
temperatura fixa.
Pergunta 3 -- /1
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:
Resposta correta2, 3, 1, 4.
2, 4, 3, 1.
1, 2, 4, 3.
4, 1, 3, 2.
3, 2, 1, 4.
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Pergunta 4 -- /1
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:
2, 1, 4, 3.
4, 3, 2, 1.
Resposta correta2, 4, 1, 3.
1, 2, 3, 4.
3, 4, 1, 2.
Pergunta 5 -- /1
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Leia o excerto a seguir:
“As formas de energia que constituem a energia total de um sistema podem estar contidas ou armazenadas em um sistema 
e, portanto, podem ser vistas como formas estáticas de energia. Os tipos de energia não armazenados em um sistema 
podem ser visualizados como formas dinâmicas de energia ou como interações de energia. As formas dinâmicas de energia 
são identificadas na fronteira do sistema à medida que a atravessam e representam a energia ganha ou perdida por um 
sistema durante um processo.”Fonte: ÇENGEL, Y. A., BOLES, M. Termodinâmica. 7. ed. Porto Alegre: AMGH, 2013, p. 53.
 Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre as interações de energia em sistemas termodinâmicos, 
pode-se afirmar que:
o trabalho não constitui uma forma de interação de energia em um sistema fechado, somente em sistemas 
isolados.
a energia pode cruzar as fronteiras de um sistema fechado por interações como energia potencial e energia 
mecânica.
as energias cinética e elétrica são duas formas de interação de energia associadas a um sistema fechado.
Resposta correta
as transferências de calor e trabalho são as duas únicas formas de interação de energia 
associadas a um sistema fechado.
a transferência de calor é uma interação de energia que somente pode ser visualizada em sistemas abertos.
Pergunta 6 -- /1
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:
em um estado de não equilíbrio as propriedades intensivas permanecem constantes com a posição para um 
dado tempo.
para analisar a expansão de um gás em quase equilíbrio, é necessário que a pressão varie rapidamente ao longo 
do volume.
os trabalhos de expansão ou compressão reais de um gás na fronteira de um cilindro podem ser obtidos 
precisamente para todo o volume.
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em um estado de quase equilíbrio, a interpretação da área no diagrama pressão-temperatura mostra que o 
trabalho é propriedade do sistema.
Resposta correta
um processo politrópico é uma descrição analítica de um processo de quase equilíbrio 
relacionando pressão e volume.
Pergunta 7 -- /1
Os sistemas fechados também podem interagir com suas vizinhanças por meio de um processo de transferência de energia 
atravésde 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:
F, F, V, V.
F, V, V, F.
Resposta corretaV, F, V, F.
V, F, F, V.
F, V, F, V.
Pergunta 8 -- /1
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, 
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química ou térmica em energia mecânica.
Considerando essas informações e os conceitos estudados sobre conversão energética em um sistema termodinâmico, 
pode-se afirmar que:
os sistemas que operam a temperatura constante podem ser analisados mais convenientemente 
desconsiderando os efeitos de atrito.
as formas sensíveis e latentes de energia interna são definidas como a temperatura, sendo esta uma forma de 
energia térmica.
Resposta correta
a energia mecânica é a forma de energia que pode ser convertida diretamente em trabalho 
mecânico por um dispositivo ideal.
as energias cinética e potencial independem do estado do corpo, sendo propriedades intensivas do sistema 
como um todo.
a energia interna associada às ligações atômicas de uma molécula é chamada frequentemente de energia 
nuclear.
Pergunta 9 -- /1
 Nas análises de volumes de controle, o balanço de energia da primeira lei é incrementado ao se considerar também o 
princípio de conservação de massa. Assim, o balanço da taxa de massa em volumes de controle é a formulação do princípio 
de conservação de massa normalmente empregada em engenharia e estabelece as relações entre o fluxo de massa na 
entrada e na saída do sistema.
 Considerando essas informações e tudo o que se estudou sobre o princípio da conservação de massa em um volume de 
controle, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 I. ( ) A vazão mássica corresponde à taxa temporal de fluxo de massa através das fronteiras de um volume de controle.
II. ( ) A vazão volumétrica é obtida pelo produto entre a área da seção transversal do cilindro no escoamento unidimensional 
e o volume do fluido.
III. ( ) Para um volume de controle em regime permanente, a quantidade de matéria no interior do volume de controle varia 
continuamente.
IV. ( ) Para um volume de controle em regime permanente, a situação da massa em seu interior e em sua fronteira tende a 
se alterar com o tempo.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
F, F, V, V.
V, F, F, V.
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Resposta corretaV, V, F, F.
F, V, F, V.
F, V, V, F.
Pergunta 10 -- /1
A energia pode ser interagir com um sistema sob três formas: calor, trabalho e fluxo de massa. As interações de energia são 
identificadas quando atravessam a fronteira de um sistema e representam a energia ganha ou perdida por um sistema 
durante um processo. As duas únicas formas de interações de energia associadas a uma massa fixa ou aos sistemas 
fechados são a transferência de calor e a realização de trabalho.
 Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os tipos de interações de energia, analise os termos 
disponíveis a seguir e os associe a suas respectivas características:
1) Variação da energia interna.
2) Transferência de calor.
3) Realização de trabalho.
4) Fluxo de massa.
( ) Nos sistemas estacionários esta interação é igual à variação da energia total do sistema, constituída pelas energias 
potencial e cinética.
( ) Uma interação de energia que não é causada por uma diferença de temperatura entre um sistema e sua vizinhança.
( ) É um mecanismo adicional de transferência de energia associado ao escoamento de um fluido através do sistema.
( ) Esta interação modifica a energia das moléculas e aumenta ou diminui a energia interna do sistema.
Agora, assinale a alternativa correta:
1, 4, 3, 2.
4, 2, 1, 3.
2, 4, 3, 1.
4, 2, 3, 1.
1, 3, 4, 2