questionario Unidade I

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osvaldo.macedo1 @aluno.unip.br
	Curso
	FUNDAMENTOS DE TERMODINÂMICA
	Teste
	QUESTIONÁRIO UNIDADE I
	Iniciado
	19/02/22 14:46
	Enviado
	10/03/22 15:02
	Status
	Completada
	Resultado da tentativa
	5 em 5 pontos  
	Tempo decorrido
	456 horas, 15 minutos
	Resultados exibidos
	Todas as respostas, Respostas enviadas, Respostas corretas, Comentários, Perguntas respondidas incorretamente
· Pergunta 1
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	Uma garrafa térmica contém inicialmente 500 g de água a 25 °C e 100 g de gelo na temperatura de fusão, a 0 °C. Supondo ideal o isolamento térmico da garrafa e desprezando a capacidade térmica de suas paredes internas, a temperatura final da água contida no seu interior, quando o equilíbrio térmico for atingido é:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	c. 
7,5 °C.
	Respostas:
	a. 
25 °C.
	
	b. 
0 °C.
	
	c. 
7,5 °C.
	
	d. 
2,5 °C.
	
	e. 
12,5 ºC.
	Comentário da resposta:
	Resposta: C
 
Análise das alternativas:
Resolução do teste: Calor sensível = 
Calor cedido pela água (Qsa) + Calor latente de fusão do gelo (Ql) + Calor recebido pelo gelo derretido (Qsgd) = 0
Comentário: Na mistura, a água transfere calor suficiente para derreter o gelo e levá-lo à temperatura final de 7,5 °C, conforme mostrado na resolução anterior.
	
	
	
· Pergunta 2
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	Uma peça de ferro com massa 200 g é mantida, prolongadamente, dentro de um forno de recozimento e, em seguida, é colocada em um calorímetro de capacidade térmica desprezível, contendo 800 g de óleo a 20 ºC. O equilíbrio térmico ocorre a 50 ºC. O calor específico do óleo é 0,40 cal/g °C e o calor específico do ferro é 0,11 cal/g °C. A temperatura do forno de recozimento vale, aproximadamente:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	a. 
486,4 ºC.
	Respostas:
	a. 
486,4 ºC.
	
	b. 
70,5 ºC.
	
	c. 
570 ºC.
	
	d. 
214,4 ºC.
	
	e. 
374,6 ºC.
	Comentário da resposta:
	Resposta: A
Análise das alternativas:
Resolução do teste: Calor sensível = 
No início do processo, a peça de ferro e o forno de recozimento estão em equilíbrio térmico, portanto, temperatura do forno = temperatura inicial do ferro.
Calor cedido pelo ferro (Qsf) + Calor recebido pelo óleo (Qso) = 0
Comentário: No início do processo, a peça de ferro e o forno de recozimento estão em equilíbrio térmico, portanto, temperatura do forno = temperatura inicial do ferro. Calculando o calor sensível do ferro e do óleo, podemos determinar a temperatura inicial do ferro, que é a temperatura do forno de recozimento, conforme cálculo anterior.
	
	
	
· Pergunta 3
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	Um calorímetro de capacidade térmica desprezível contém 100 g de água a 20 °C. Qual a massa de gelo a -40 °C que deve ser introduzida no calorímetro para que, na situação de equilíbrio, o calorímetro contenha só água a 0 °C?
 
Dados: calor específico do gelo 0,5 cal/g °C, calor específico da água 1,0 cal/g °C, calor latente de fusão do gelo 80 cal/g °C.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	e. 
20 g.
	Respostas:
	a. 
100 g.
	
	b. 
143,6 g.
	
	c. 
16,7 g.
	
	d. 
50 g.
	
	e. 
20 g.
	Comentário da resposta:
	Resposta: E
Análise das alternativas:
Resolução do teste: Calor sensível da água + Calor sensível do gelo + Calor latente de fusão do gelo = 0
Comentário: A água vai ter sua temperatura variando de 100 °C a 0 ºC, e o gelo tem sua temperatura variando de -40 ºC a 0 ºC. Teremos, então, uma quantidade de calor sensível da água e outra quantidade do gelo. Mas o gelo precisa sofrer fusão, pois o enunciado pede água a 0 ºC; haverá uma quantidade de calor latente de fusão, conforme cálculos anteriores.
	
	
	
· Pergunta 4
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	As variáveis de estado de um gás são a pressão P, o volume V e a temperatura T. Um gás é considerado perfeito quando suas variáveis de estado seguem a equação , sendo n seu número de moles e R a constante universal dos gases perfeitos. A figura apresenta um ciclo termodinâmico com 4 transformações termodinâmicas (AàB, BàC, CàD e DàA). Os valores do  trabalho nas transformações: AàB e CàD, respectivamente, são:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	b. 
7,8 atm.l, 4,6 atm.l
	Respostas:
	a. 
9,8 atm.l, 10 atm.l
	
	b. 
7,8 atm.l, 4,6 atm.l
	
	c. 
5,8 atm.l, 6,4 atm.l
	
	d. 
6,4 atm.l, 5,8 atm.l
	
	e. 
4,6 atm.l, 7,8 atm.l
	Comentário da resposta:
	Resposta: B
Análise das alternativas:
Resolução do teste:
Comentário: O trabalho para  a transformação isobárica pode ser calculado por: ,
conforme cálculos anteriores.
Ou pelo cálculo da área sob o gráfico.
	
	
	
· Pergunta 5
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	No ciclo apresentado no diagrama p x V, a transformação AB é isobárica, BC é isométrica e CA é adiabática.
Sabe-se que o trabalho realizado sobre o gás na compressão adiabática é igual a -0,6 atm.l. A quantidade de calor trocado pelo gás durante um ciclo é:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	d. 
1,8 atm.l.
	Respostas:
	a. 
0 atm.l.
	
	b. 
0,6 atm.l.
	
	c. 
-0,6 atm.l.
	
	d. 
1,8 atm.l.
	
	e. 
3,0 atm.l.
	Comentário da resposta:
	Resposta: D
Análise das alternativas:
Resolução do teste:
Comentário: A quantidade de calor trocada em um ciclo é igual ao trabalho realizado no ciclo, calculando o trabalho no ciclo da transformação AB, que é isobárica, transformação BC, que é isométrica (trabalho igual a zero, pois não ocorre variação do volume), e transformação CA, cujo valor do trabalho foi dado no enunciado; teremos o trabalho no ciclo, que é igual ao calor do ciclo, conforme cálculos anteriores.
	
	
	
· Pergunta 6
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	A figura apresenta um ciclo termodinâmico composto por duas transformações isométricas e duas transformações isobáricas. Se a temperatura no estado B é de 400 K, a temperatura no estado A é:  
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	e. 
200 K.
	Respostas:
	a. 
400 K.
	
	b. 
300 K.
	
	c. 
250 K.
	
	d. 
350 K.
	
	e. 
200 K.
	Comentário da resposta:
	Resposta: E
Análise das alternativas:
Resolução do teste:
Comentário: Utilizando a equação de Clapeyron PV = nRT, podemos isolar nR, como n é o número de mols do gás e é constante, e R é a constante universal dos gases, temos nR = constante. Fazemos isso para o estado A e estado B, igualamos as equações conforme cálculo anterior e determinamos a temperatura no estado A.
	
	
	
· Pergunta 7
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	Um gás perfeito executa o ciclo termodinâmico representado conforme o diagrama, composto pelo seguinte processo: AàB, BàC e CàA.
Sendo BàC uma transformação isotérmica, é correto afirmar que:
I. O trabalho total realizado no ciclo ABCA é nulo.
II. O trabalho realizado pela transformação AB é maior que o trabalho realizado pela transformação CA.
III. Na transformação BàC, calor e trabalho são iguais.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	e. 
Estão corretas II e III.
	Respostas:
	a. 
Somente a afirmativa I está correta.
	
	b. 
Somente a afirmativa II está correta.
	
	c. 
Somente a afirmativa III está correta.
	
	d. 
Estão corretas I e II.
	
	e. 
Estão corretas II e III.
	Comentário da resposta:
	Resposta: E
Análise das alternativas:
I. O trabalho total realizado no ciclo ABCA é nulo.
FALSO: o trabalho na transformação CA é nulo, pois é isométrica, nas transformações AB e BC o trabalho é diferente de zero e positivo.
II. O trabalho realizado pela transformação AB é maior que o trabalho realizado pela transformação CA.
VERDADEIRO: o trabalho da transformação AB, que é isobárica, é diferente de zero e positivo, pois o volume vai aumentar. A transformação CA é isométrica e o trabalho é igual a zero.
III.  Na  transformação BàC, calor e trabalho são iguais.
VERDADEIRO: a transformação BC é isotérmica, conforme o enunciado. Nesse tipo de transformação, o calor e o trabalho são iguais, não há variação de energia interna do gás.
Resolução do teste: Portanto, as afirmativas II e III são verdadeiras.
Comentário: Conforme análise anterior.
	
	
	
· Pergunta 8
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	Numa cozinha industrial, a água de um caldeirão é aquecida de 20 °C até 30 °C, sendo depois misturada, em seguida, à água a 80 °C de um segundocaldeirão, resultando 10 litros de água a 32 °C, após a mistura. Considere que haja troca de calor apenas entre as duas porções de água misturadas e que a densidade absoluta da água é de 1 kg/litro. A quantidade de calor recebida pela água do primeiro caldeirão ao ser aquecida até 30 °C é de:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	d. 
96 kcal.
	Respostas:
	a. 
400 kcal.
	
	b. 
10 kcal.
	
	c. 
80 kcal.
	
	d. 
96 kcal.
	
	e. 
90 kcal.
	Comentário da resposta:
	Resposta: D
Análise das alternativas:
Resolução do teste: Não temos a massa do caldeirão 1, senão poderíamos calcular o calor através da fórmula do calor sensível = mc(T2-T1). A massa total da mistura é dada:
Sendo m1 a massa do caldeirão 1 e m2 a massa do caldeirão 2. As duas quantidades de água trocarão calor, a temperatura da água do caldeirão 1 vai aumentar, e a do caldeirão 2 vai abaixar, resultando em 32 graus da temperatura da mistura, que foi dado no enunciado. Podemos calcular o calor sensível do caldeirão 1 e 2:
Agora, é só resolver o sistema de equações anterior, por exemplo, isolando m2 na equação 2: m1 = 10000-m2, substituindo na equação (1), teremos:
Calculando a quantidade de calor do caldeirão 1:
 
Comentário: Conforme análise anterior.
	
	
	
· Pergunta 9
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	Um mol de gás ideal sofre transformação AàBàC indicada no diagrama pressão x volume da figura a seguir. Sabendo que a transformação CA é adiabática, a pressão no estado C é:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	a. 
0,2 atm.
	Respostas:
	a. 
0,2 atm.
	
	b. 
2 atm.
	
	c. 
1 atm.
	
	d. 
2,5 atm.
	
	e. 
1,5 atm.
	Comentário da resposta:
	Resposta: A
Análise das alternativas:
Resolução do teste:
Na transformação adiabática, temos:
Comentário: Conforme cálculo anterior.
	
	
	
· Pergunta 10
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	Um gás perfeito executa um ciclo termodinâmico no sentido anti-horário, como apresentado na figura:
Sabendo que a transformação C é adiabática, considere as seguintes afirmativas:
I. A transformação A ocorre a volume constante e o trabalho é nulo.
II. A transformação B é isobárica e o meio externo realiza trabalho sobre o gás.
III.  Não há troca de calor na transformação C.
IV.  A temperatura na transformação C é constante.
Assinale a alternativa correta:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	a. 
Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.
	Respostas:
	a. 
Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.
	
	b. 
Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
	
	c. 
Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras.
	
	d. 
Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras.
	
	e. 
Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras.
	Comentário da resposta:
	Resposta: A
Análise das alternativas:
Resolução do teste:
I. A transformação A ocorre a volume constante e o trabalho é nulo.
VERDADEIRA: conforme podemos ver no gráfico, o volume é constante, portanto, ela é uma transformação isométrica e o trabalho é nulo.
II. A transformação B é isobárica e o meio externo realiza trabalho sobre o gás.
FALSA: a transformação B é isobárica, pois o volume é constante, mas o trabalho pode ser calculado p(V2-V1) = 5(5-2) = 15 atm.dm3. O valor do trabalho é positivo, pois o gás
realiza trabalho, e não o meio externo.
III. Não há troca de calor na transformação C.
VERDADEIRA: a transformação C é adiabática, conforme dado no enunciado.
IV.  A temperatura na transformação C é constante.
FALSA: a transformação C é adiabática e não isotérmica.
Comentário: Conforme análise anterior.