AVALIAÇÃO II- CALOR E A PRIMEIRA LEI DA TERMODINAMICA

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Disciplina - TERMODINAMICA 1
Avaliação II Uniasselvi – CALOR E A PRIMEIRA LEI DA TERMODINAMICA
1) O calor específico (c), também chamado de capacidade térmica mássica, é uma grandeza física que está relacionada à quantidade de calor recebida e a sua variação térmica. Ele é definido como a quantidade de calor requerida para alterar a temperatura de uma unidade de massa da substância em um grau. Considerando conceito de calor específico, analise as sentenças a seguir:
I- Se você adicionar 1 caloria de calor a 1 grama de água, o resultado será a elevação da temperatura em 1 °C.
II- O calor específico também é conhecido como capacidade térmica específica.
III- Sendo uma espécie de "inércia térmica", que significa a resistência de uma mudança de temperatura.
IV- É correto afirmar que a areia tem maior calor específico que a água, pois aquece em menor variação de tempo.
Assinale a alternativa CORRETA:
A) As sentenças I, II e III estão corretas. RESPOSTA CORRETA
B) As sentenças II e IV estão corretas.
C) As sentenças I e IV estão corretas.
D) As sentenças II, III e IV estão corretas.
2) Suponha que você tenha encontrado um bloco de 1 kg de um material metálico, cuja procedência. Observa-se que para alterar a medida de sua temperatura em 120 K, é necessário conceder ao material cerca de 16800 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 o alumínio.
B) O metal é o cobre.
C) O metal é o mercúrio. RESPOSTA CORRETA
D) O metal é a prata.
3) A 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) As sentenças II, III e IV estão corretas.
B) Somente a sentença I está correta.
C) As sentenças I, II e III estão corretas. RESPOSTA CORRETA
D) Somente a sentença IV está correta.
4) Suponha que 1,00 kg de água a 100 °C tenha sido convertido em vapor a 100 °C. A água estava inicialmente contida em um cilindro com um êmbolo móvel de massa desprezível, sujeito à pressão atmosférica padrão (1,00 atm = 1,01 × 10^5 Pa), como mostra a figura. O volume da água variou de um valor inicial de 1,00 × 10^-3 m³ como líquido para 1,671 m³ como vapor. Sobre o exposto, analise as sentenças a seguir:
I- O trabalho realizado pelo sistema foi positivo, considerando o aumento do volume.
II- O módulo do trabalho realizado é de 169 kJ.
III- A quantidade de energia transferida em calor, que provocou uma mudança de fase, é igual a 3500 kJ.
IV- A variação da energia interna do sistema é aproximadamente 2000 kJ.
Assinale a alternativa CORRETA:
A) As sentenças I e II estão corretas. RESPOSTA CORRETA
B) Somente a sentença III está correta.
C) Somente a sentença I está correta.
D) As sentenças III e IV estão corretas.
5) A 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:
(  F  ) Caso seja isobárico, o processo refletirá as conclusões de Boyle.
(  V  ) Triplicar o volume do gás tornará a razão entre as pressões, antes e depois de cada processo, diretamente proporcional à terça parte da razão entre as temperaturas.
(  F  ) Caso seja isotérmico, o processo refletirá as conclusões de Charles.
(  V  ) Caso seja isobárico, o processo refletirá as conclusões de Charles.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A) V - V - F - V.
B) F - V - F - V. RESPOSTA CORRETA
C) V - F - V - F.
D) F - V - F - F.
6) A primeira lei da termodinâmica trata dos processos de transferência de calor e realização de trabalho em um sistema composto por um fluido e como a soma dessas duas quantidades é capaz de alterar a energia interna do sistema de partículas. Sobre a teoria que sustenta a primeira lei da termodinâmica, analise as sentenças a seguir:
I- Quando um sistema composto por um gás, contido em um calorímetro com um êmbolo móvel, recebe uma certa quantidade de calor, este realiza trabalho sobre o êmbolo e a variação em sua energia interna será dada pela diferença entre a energia advinda da fonte de calor e aquela alocada para a realização do trabalho.
II- Quando um sistema composto por um gás, termicamente isolado em um calorímetro com um êmbolo móvel, recebe uma certa quantidade de calor, este realiza trabalho sobre o êmbolo e a variação em sua energia interna será dada pela diferença entre a energia advinda da fonte de calor e aquela alocada para a realização do trabalho.
III- Quando um sistema composto por um gás, contido em um calorímetro com um êmbolo fixo, recebe uma certa quantidade de calor, este não realiza trabalho sobre o êmbolo e a variação em sua energia interna será dada pela energia advinda da fonte de calor.
IV- Quando um sistema composto por um gás, contido em um calorímetro com um êmbolo fixo, recebe uma certa quantidade de calor e realiza trabalho sobre o êmbolo, porém nenhuma variação na energia interna do sistema é observada, podemos dizer que toda a energia advinda da fonte de calor foi realocada para a realização do trabalho.
Assinale a alternativa CORRETA:
A) As sentenças II, III e IV estão corretas.
B) As sentenças I e III estão corretas. RESPOSTA CORRETA
C) As sentenças II e IV estão corretas.
D) Somente a sentença I está correta.
7) Transições 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) 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. RESPOSTA CORRETA
B) Transições de fase são comportamentos específicos de determinados materiais, não sendo aplicados a todas as formasde matéria.
C) 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.
D) As transições de fase impostas a uma quantidade de matéria criam uma variação de temperatura.
8) Durante um processo isobárico dos gases, a pressão permanece constante e o volume aumenta ou diminui proporcionalmente à variação da temperatura. Considerando os gases monoatômicos e ideais que passam por um processo de transformação isobárica, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(  F  ) Toda a quantidade de calor (Q) cedida ao sistema será transformada em trabalho mecânico.
(  V  ) A quantidade de calor (Q) cedida ao sistema é diretamente proporcional a sua variação de temperatura.
(  V  ) A energia interna do gás (U) varia conforme a temperatura.
(  F ) A variação de energia interna é inversamente proporcional à variação volumétrica.
(  F  ) A temperatura do gás varia, mas não há trocas de calor entre o sistema e o meio externo.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A) V - F - F - V - F.
B) F - F - V - F - V.
C) F - V - V - F - F. RESPOSTA CORRETA
D) V - V - V - F - F.
9) Suponha 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 450 J/s, que será revestida por uma camada cerâmica de área 0.8 m^2. Sabendo que a diferença de temperatura entre o interior e o exterior do tubo pode atingir no máximo 130 K e que a condutividade térmica do material cerâmico que o reveste é de 0.032 W/mK, analise as sentenças a seguir:
I- A espessura da camada cerâmica deverá ter 0.74 cm.
II- Quanto maior o valor da condutividade térmica do revestimento, maior será o isolamento térmico do material revestido.
III- Após um minuto de uso, a quantidade de calor cedida ao ambiente será de 27000 J.
IV- A potência térmica cedida pela peça ao ambiente será de 400 W.
Assinale a alternativa CORRETA:
A) As sentenças III e IV estão corretas.
B) As sentenças I e III estão corretas. RESPOSTA CORRETA
C) As sentenças I e II estão corretas.
D) As sentenças II e IV estão corretas.
10) A 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:
(  F  ) Em um processo isotérmico, quando um gás emite uma determinada quantidade de calor, sua pressão decai em proporção inversa com o aumento do volume.
(  V  ) Em um processo isotérmico, quando um gás absorve uma determinada quantidade de calor, sua pressão decai em proporção inversa com o aumento do volume.
(  V  ) Em um processo isotérmico, quando um gás emite uma determinada quantidade de calor, sua pressão aumenta em proporção inversa com a diminuição do volume.
(  F  ) 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. RESPOSTA CORRETA
C) V - F - V - F.
D) V - V - F - V.