termodinamica

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MAGISTÉRIOCONCURSO PÚBLICO 
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Reservado ao CEFET-RN 
 
TERMODINÂMICA 
 
14/MAIO/2006 
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 Escreva o seu nome e o número do seu CPF no espaço indicado nesta folha. 
 Confira, com máxima atenção, a prova, observando se há defeito(s) de encadernação e/ou impressão que 
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 Em havendo falhas dirija-se ao fiscal responsável dentro do prazo destinado previamente. 
 Assine esta folha e o seu cartão de respostas. 
 A prova terá duração máxima de quatro horas. 
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Reservado ao CEFET-RN 
 
TERMODINÂMICA 
 
 
 
 
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Nome 
Assinatura 
CONCURSO PÚBLICO – TERMODINÂMICA 
CEFET/RN – 2006 
 
TERMODINÂMICA - 1 
 
 
 
 
 
 
1. Uma bala de chumbo com temperatura de 27ºC se 
derrete como resultado de um impacto. A velocidade da 
bala - considerando que toda energia cinética é 
convertida em energia interna da bala e do obstáculo, 
sendo 80% convertida em energia interna da bala - é 
aproximadamente. 
A temperatura de fusão do chumbo é 327ºC, o calor 
latente de fusão é 21KJ/kg e o calor específico do 
chumbo é 0,125 kJ/kg.K 
a) 250 m/s 
b) 380 m/s 
c) 600 m/s 
d) 720 m/s 
 
2. A potência desenvolvida pelo motor de um avião a 900 
km/h é de 30 KW. Em uma distância de 10km, 8kg de 
combustível são consumidos. O poder calorífico do 
combustível é 46MJ/kg. Encontre o rendimento do 
motor. 
a) 40,5 % 
b) 32,5 % 
c) 28,3 % 
d) 25,0 % 
 
3. O consumo de um combustível, cujo calor de combustão 
é 44MJ/kg, para uma hora de operação de um motor 
que tem potência de 1kW se seu rendimento for de 30% 
é aproximadamente: 
a) 364 g 
b) 183 g 
c) 274 g 
d) 85 g 
4. Uma lamparina de rendimento de 40% consome 3,0 
g/min de álcool. O tempo necessário para aquecer 1,5 
litro de água de 10ºC até o ponto de ebulição (100ºC) é: 
 O calor de combustão do álcool é 29,4 MJ/kg. 
a) 23 min 
b) 35 min 
c) 55 min 
d) 16 min 
 
5. Uma usina termoelétrica consome 400g de um 
combustível ideal para gerar 1kWh de energia elétrica. 
Encontre o rendimento da usina considerando que o 
calor de combustão de combustível é de 29,4 MJ/kg. 
a) 26,7 % 
b) 18,8 % 
c) 30,7% 
d) 36,7 % 
 
6. Um freezer tem coeficiente de desempenho igual a 5. Se 
a temperatura no interior do freezer é -20ºC, a 
temperatura na qual ele libera calor é: 
Suponha um sistema ideal. 
a) 304K 
b) 295K 
c) 285K 
d) 253K 
 
7. Um motor a vapor, operando entre a temperatura de 
caldeira de 220ºC e a temperatura do condensador de 
35ºC, produz uma potência de 8hp (1hp=746W) e o seu 
rendimento é 30% do rendimento da máquina de Carnot 
operando entre estes limites de temperatura. Portanto, 
a quantidade de calorias absorvidas a cada segundo 
pela caldeira e a quantidade se calorias liberadas por 
segundo pelo condensador são, respectivamente, 
a) 1,27 kcal/s e 3,11kcal/s. 
b) 12,7kcal/s e 11,3kcal/s. 
Constantes e fatores de conversão 
usadas nesta prova 
Constante de Boltzmann: k = 1,38 x 10-23 J/K 
Constante universal dos gases: R= 8,31 J/mol.K 
Cal/Joule = 4.18 
1 atm = 101,3 kPa 
CONCURSO PÚBLICO – TERMODINÂMICA 
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TERMODINÂMICA - 2 
c) 2100Kcal/s e 735kcal/s. 
d) 2100kcal/s e 1365kcal/s. 
8. O calor específico do chumbo é 0,030 cal/gºC. 300 
gramas de chumbo aquecido a 100ºC são misturados a 
100g de água a 70ºC. Tem-se, assim, a temperatura 
final da mistura é, aproximadamente: 
a) 86, 5ºC 
b) 79, 5ºC 
c) 74, 5ºC 
d) 72, 5ºC 
 
9. Para processos a volume constante a capacidade 
térmica do gás A é maior que a capacidade térmica do 
gás B. Concluímos que, quando ambos absorvem a 
mesma energia em forma de calor a volume constante, 
a) a energia interna de A aumenta mais que a de B 
b) a energia interna de B aumenta mais que a de A 
c) a temperatura de B aumenta mais que a 
temperatura de A 
d) a temperatura de A aumenta mais que a 
temperatura de B 
 
10. A variação de entropia é zero para: 
a) processos isotérmicos reversíveis 
b) processos reversíveis durante os quais é realizado 
trabalho 
c) todos os processos adiabáticos 
d) processos adiabáticos reversíveis 
 
11. Dois quartos idênticos em uma casa são conectados por 
uma abertura de porta. As temperaturas dos dois são 
mantidas a valores diferentes. O quarto que contém 
mais ar é aquele 
a) com temperatura mais baixa. 
b) com pressão mais baixa. 
c) sempre terão a mesma quantidade de gás. 
d) a com temperatura mais alta. 
12. Uma escala de aço está calibrada a 20ºC. Em um dia 
frio, quando a temperatura é -15ºC, a percentagem de 
erro da escala será: 
a) -0,12 % 
b) -0,042 % 
c) -1,2 % 
d) -2,1 % 
 
13. A temperatura no espaço exterior é cerca de 3k. A 
velocidade média quadrática de um próton no espaço é: 
 (dado: mp = 1,67 x 10-27 kg) 
a) 520 m/s 
b) 272 m/s 
c) 1250 m/s 
d) 2350 m/s 
 
14. Termômetros de gás a volume constante, usando gases 
diferentes, indicam todos a mesma temperatura quando 
em contato com o mesmo objeto se: 
a) os volumes forem os mesmos. 
b) as pressões forem todas extremamente altas. 
c) as pressões forem as mesmas. 
d) a concentração de partículas forem extremamente 
pequenas 
 
15. Um grama de água destilada a 4°C: 
a) irá diminuir ligeiramente de volume quando 
aquecida até 6°C 
b) irá diminuir ligeiramente seu peso quando aquecida 
até 6°C 
c) irá aumentar ligeiramente de volume quando 
aquecida até 6°C 
d) irá aumentar ligeiramente seu peso quando 
aquecida até 6°C 
 
 
 
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TERMODINÂMICA - 3 
16. N moléculas de um gás ideal monoatômico estão em 
equilíbrio térmico com o mesmo número de moléculas 
de um gás ideal diatômico. O equilíbrio térmico é 
mantido quando a temperatura é elevada um ∆T 
qualquer. Encontre a relação entre as energias internas 
dos gases Edia / Emon. 
a) 3/5 
b) 1 
c) 5/3 
d) 1/2 
 
17. Uma certa quantidade de um gás ideal é comprimida 
até metade de seu volume inicial. O processo pode ser 
adiabático, isotérmico ou isobárico. Uma maior 
quantidade de trabalho é requerida se o processo for: 
a) Isotérmico 
b) Isobárico 
c) Adiabático 
d) Adiabático ou isotérmico (ambos requerem o mesmo 
trabalho; isobárico requer menos). 
 
18. A força exercida sobre as paredes de um vaso por um 
gás em seu interior deve-se: 
a) à colisões elásticas entre as moléculas de gás. 
b) à força repulsiva entre as moléculas de gás. 
c) à pequena perda de velocidade média da molécula 
do gás depois da colisão com a parede. 
d) à variação de momento da molécula do gás devido 
à colisão com a parede. 
 
19. Um mol de um gás ideal monoatômico percorre o ciclo 
reversível mostrado na figura a seguir. O processo bc é 
uma expansão adiabática, com pb= 10,0 atm. e Vb = 
1.00 x 10-3 m3 O trabalho realizado durante todo o 
processo e a eficiência do ciclo são respectivamente: 
 
 
a) 1470 J; 37,4 % 
b) 550 J; 40,5 % 
c) 550 J; 37,4 % 
d) 918 J; 62,5 % 
 
20. A reação de fusão nuclear ocorrerá em um gás de 
núcleos deutério quando esses núcleos tiverem uma 
energia cinética média de 0,27 Mev. A temperatura, 
para que a reação de fusão ocorra com o deutério, é 
cerca de: 
( dado: 1 eV = 1, 6 x 10-19 J) 
a) 5, 57 x 109 K 
b) 3, 32 x 109 K 
c) 4, 28 x 106 K 
d) 1, 26 x 106 K 
 
21. Use R = 8.2 × 10–5 m3 × atm/mol.K e NA = 6.02 × 1023 
mol–1. O número aproximado de moléculas de ar em um 
volume de 1 m3 à temperatura e pressão normais é: 
a) 450 
b) 2,5 × 1025 
c) 2,7 × 1026 
d) 5,4 × 1026 
 
22. O “Princípio da Eqüipartição da Energia” estabelece 
que a energia interna de um gás é partilhada 
igualmente: 
a) entre energia cinética e potencial. 
b) entre as moléculas 
c) entre os graus de liberdade relevantes. 
d) entre as energias cinéticas de translação e de 
vibração 
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TERMODINÂMICA- 4 
23. O número de graus de liberdade de uma molécula 
diatômica rígida é: 
a) 3 
b) 4 
c) 5 
d) 6 
 
24. A temperatura de um gás está mais diretamente ligada: 
a) à energia total de suas moléculas. 
b) ao tamanho de suas moléculas. 
c) à energia potencial de suas moléculas. 
d) à energia cinética de translação de suas moléculas. 
 
25. Classifique da menor para a maior, as variações de 
entropia de uma panela de água sobre uma chapa 
quente, quando a temperatura da água: 
1. aumenta de 20° para 30°C 
2. aumenta de 30° para 40°C 
3. aumenta de 40° para 45°C 
4. aumenta de 80° para 85°C 
a) 1, 2, 3, 4 
b) 4, 3, 2, 1 
c) 1 e 2 empates, depois 3 e 4 empates 
d) 3 e 4 empates, depois 1 e 2 empates 
 
26. Um inventor sugere que uma casa pode ser aquecida 
usando-se um refrigerador para retirar energia sob a 
forma de calor a partir do solo e colocá-lo dentro da 
casa. Ele afirma que a energia fornecida a casa pode 
exceder o trabalho necessário para funcionar o 
refrigerador. Isso: 
a) é impossível de acordo com a primeira lei. 
b) é impossível de acordo com a segunda lei. 
c) é impossível, pois o calor flui da casa (quente) para 
o chão (frio). 
d) é possível. 
 
27. Uma bomba de calor perfeitamente reversível fornece 
calor a um edifício para manter sua temperatura a 27ºC. 
O reservatório frio é um rio a 7ºC. Se o trabalho é 
fornecido para a bomba a uma taxa de 1KW, a que taxa 
a bomba fornece calor ao edifício? 
a) 3, 85 kW 
b) 15, 0 kW 
c) 1, 35 kW 
d) 1, 07 kW 
 
28. Em uma cozinha termicamente isolada, um refrigerador 
comum é ligado e sua porta deixada aberta. A 
temperatura da cozinha: 
a) permanece a mesma de acordo com a primeira lei 
da termodinâmica. 
b) diminui de acordo com a primeira lei da 
termodinâmica. 
c) aumenta de acordo com a segunda lei da 
termodinâmica. 
d) aumenta de acordo com a primeira lei da 
termodinâmica. 
 
29. Uma máquina térmica de Carnot opera entre uma fonte 
fria a uma temperatura TF e uma fonte quente a uma 
temperatura TQ. Você deseja aumentar o rendimento 
dessa máquina. Das mudanças seguintes, qual 
resultaria em um maior aumento na eficiência da 
máquina? O valor de ∆T é o mesmo em todas as 
mudanças. 
a) Abaixar a temperatura da fonte fria de ∆T. 
b) Elevar a temperatura da fonte fria de ∆T. 
c) Abaixar a temperatura da fonte quente de ∆T. 
d) Abaixar a temperatura da fonte fria de ½.∆T e elevar 
a temperatura da fonte quente de ½.∆T. 
 
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TERMODINÂMICA - 5 
30. Uma máquina térmica, que, em cada ciclo, realizasse 
trabalho positivo e liberasse energia em forma de calor 
sem nenhum consumo de energia violaria: 
a) a primeira lei da termodinâmica 
b) a segunda lei da termodinâmica 
c) a terceira lei da termodinâmica 
d) a lei da eqüipartição da energia 
 
31. Uma máquina térmica opera entre um reservatório 
quente de temperatura TA e um reservatório frio de 
temperatura TB. Seu rendimento é dado por 1- (TB / TA): 
a) apenas se a substância de trabalho for um gás 
ideal. 
b) apenas se a máquina for reversível. 
c) apenas se a máquina for quasi-estática. 
d) para qualquer máquina térmica. 
 
32. Um motor de Carnot é projetado para operar entre 480 e 
300K. Considerando que a máquina realmente produz 
1,2 kJ de energia mecânica por kcal de calor absorvido, 
compare o rendimento real com o rendimento teórico 
máximo. 
a) 3/2 do rendimento máximo 
b) ¾ do rendimento máximo 
c) 1/2 do rendimento máximo 
d) ¼ do rendimento máximo 
 
33. Uma onda é descrita por y(x,t) = 0.1 sen(3x + 10t), onde 
x está em metros, y em centímetros e t em segundos. O 
comprimento de onda é: 
a) 3π m 
b) 6π m 
c) 0.1 cm 
d) 2π/3 m 
 
34. O deslocamento de uma corda transportando uma onda 
senoidal é dado por 
 y(x,t) = ymsen(kx – ωt –φ ). 
No tempo t = 0 o ponto em x= o tem deslocamento 0 
(zero) e está movendo-se na direção positiva de. A 
constante de fase φ é: 
a) 135° 
b) 90° 
c) 180° 
d) 45° 
 
35. Ondas senoidais se propagam em quatro cordas 
idênticas. Três das cordas estão sujeitas à mesma 
tensão, mas a quarta sofre uma tensão diferente. Use a 
forma matemática das ondas, mostradas abaixo, para 
identificar a corda com tensão diferente. Nas equações 
abaixo x e y são medidos em centímetros e t em 
segundos. 
a) y(x,t) = (2 cm) sen (4x – 10t) 
b) y(x,t) = (2 cm) sen (2x – 4t) 
c) y(x,t) = (2 cm) sen (6x – 12t) 
d) y(x,t) = (2 cm) sen (8x – 16t) 
 
 
36. Uma corda carrega uma onda senoidal de amplitude 
2,0cm e freqüência 100Hz. A velocidade máxima de 
qualquer ponto da corda é: 
a) 4.0 m/s 
b) 6.3 m/s 
c) 13 m/s 
d) 2.0 m/s 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TERMODINÂMICA - 6 
37. Quando um oscilador de 100Hz é usado para gerar uma 
onda senoidal em uma corda, o comprimento de onda é 
10cm. Quando a tensão na corda é duplicada, o gerador 
produz uma onda com freqüência e comprimento de 
onda de: 
a) 141 Hz e 10 cm 
b) 100 Hz e 14 cm 
c) 100 Hz e 20 cm 
d) 200 Hz e 20 cm 
 
38. Uma onda senoidal é gerada movendo-se a extremidade 
de uma corda para cima e para baixo periodicamente. O 
gerador não fornece nenhuma potência quando a 
extremidade da corda, possui: 
a) sua menor aceleração. 
b) seu maior deslocamento. 
c) metade do seu maior deslocamento. 
d) ¼ de seu maior deslocamento. 
 
39. Duas fontes separadas de ondas emitem ondas 
senoidais progressivas que têm o mesmo comprimento 
de onda λ e estão em fase nas respectivas fontes. Uma 
onda percorre uma distância E1 até o ponto de 
observação e a outra percorre uma distância E2. A 
amplitude forma um mínimo no ponto de observação se 
E1 – E2 for: 
a) um múltiplo ímpar de λ/4 
b) um múltiplo de π . 
c) um múltiplo ímpar de λ/2 
d) um múltiplo ímpar de π/2 
 
40. Ondas estacionárias são produzidas pela interferência 
de duas ondas senoidais, cada uma com freqüência 
100Hz. A distância entre o 2º e o 5º nó é 60 cm. O 
comprimento de onda das duas ondas originais é: 
a) 50 cm 
b) 40 cm 
c) 30 cm 
d) 20 cm