1 Avaliação 20 2 - Manhã (1)

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CENTRO UNIVERSITÁRIO MAURICIO DE NASSAU 
NÚCLEO BÁSICO DE ENGENHARIA 
DISCIPLINA: Fundamentos de termodinâmica 
1º AVALIAÇÃO 
 
 
 
ALUNO 
 
MATRÍCULA 
 
 
DISCIPLINA 
 
Fundamentos de termodinâmica 
DATA DA 
PROVA 
 
07/10/2020 
PROFESSOR(A): Gabriella Amorim Muniz Falcão TIPO DE PROVA 
 
 
TURMA 
 
4NNA 
CÓDIGO DA 
TURMA 
 
GRA0470104DMA 
 
NOTA 
 
 
1) (Peso: 1,0) De acordo com os conceitos fundamentais da termodinâmica, 
responda: 
a) Foi discutida em sala de aula a importância do calor e massa específica, comente 
a diferença entre ambos e cite pelo menos um exemplo relacionando-os. 
b) O que você entende sobre pressão atmosférica? O que acontece com a pressão 
quando variamos a altitude? Relacione os conceitos com volume específico e 
cite pelo menos um exemplo. 
c) Diferencie Calor de temperatura e cite exemplo 
 
2) (Peso: 1,0) Em uma escala arbitrária G, o zero corresponde á -10°C e a 
indicação de 100°G corresponde a 40°C. Determine: 
a) A fórmula de conversão entre as indicações da escala G e da escala Celsius 
G / 100= C- (-10))/ 40- (-10) G/100= (C+10)/50 
G= 2C + 20 
b) As leituras que, na escala G, correspondem ao ponto do gelo e ao ponto do 
vapor; 
G= 2x0 +20 =20 para o ponto do gelo 
G=2x100 + 20= 220 
c) As indicações cujos valores absolutos coincidem nas escalas G e Celsius. 
G=C=t t= 2t+20 -20 = 2t - t -20= t 
 
3) (Peso: 1,0) De acordo com o gráfico abaixo, responda o que se pede: (Peso: 1,0) 
 
a) No gráfico temos: um substância pura, uma mistura eutética ou azeotrópica? 
Eutética 
b) qual seria a variação da ponto de ebulição desse material? Nesse gráfico, o 
ponto de ebulição inicia-se em 40oC e termina em 55oC, logo, varia em 15oC. 
c) Diferencie mistura eutética de azeotrópica 
 
 
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DISCIPLINA: Fundamentos de termodinâmica 
1º AVALIAÇÃO 
 
Misturas Azeotrópicas: se comportam como se fossem substâncias puras em relação à ebulição, isto é, a 
temperatura mantém-se inalterada do início ao fim da ebulição (PE constante). 
Exemplos: álcool etílico + água, acetona + metanol, álcool etílico + clorofórmio. 
 
Misturas Eutéticas: se comportam como se fossem substâncias puras no processo de fusão, isto é, a temperatura 
mantém-se inalterada do início ao fim da fusão (PF constante). 
 
Exemplos: ligas metálicas em geral. A solda é uma mistura eutética de Estanho e Chumbo. O bronze é uma 
mistura de cobre com estanho, impossível separar por fusão.
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1º AVALIAÇÃO 
 
 
4) (Peso: 1,0) Duas barras, sendo uma de ferro e outra de alumínio, de mesmo 
comprimento, l = 1m á 20°C, são unidas e aquecidas até 320°C. Sabe-se que o 
coeficiente de dilatação linear do ferro é de 12 x 10—6 °C°—1 e do alumínio 22 x 
10—6 °C°—1 . Qual o comprimento final após o aquecimento? 
 
 
 
 L = L1[1 + a(t2 - t1)] 
 
 As duas barras, sendo cada uma de um metro, tem um comprimento inicial de 2 m 
 Apos aquecimento: 
 Ferro: 
 Lf = 1[1 + 12x10^-6(320 - 20)] 
 = 1(1 + 12x10^-6x3x10^2) 
 = 1(1 + 36x10^-4) 
 = 1(1 + 0,0036) 
Lf = 1,0036 m 
 Aluminio: 
 La = 1[1 + 22x10^-6(320 - 20)] 
 = 1(1 + 22x10^-6x3x10^2) 
 = 1(1 + 66x10^-4) 
 = 1(1 + 0,0066) 
La = 1,0066 m 
 Apos aquecimento: 
Barra de ferro = 1,0036 m 
Barra de aluminio = 1,0066 m 
 As duas juntas = 2,0102 m 
 
 
5) (Peso: 1,0) O gráfico representa o processo de aquecimento e mudança de fase 
de um corpo inicialmente na fase sólida, de massa igual a 100g. 
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Sendo Q a quantidade de calor absorvida pelo corpo, em calorias, e T a 
temperatura do corpo, em graus Celsius, determine: 
a) o calor específico do corpo, em cal/(g°C), na fase sólida e na fase líquida. 
b) a temperatura de fusão, em °C, e o calor latente de fusão, em calorias, do 
corpo. 
Para responder essa questão, devemos levar em consideração que a massa de gelo, 
a temperatura de 0 ºC, equivale a 100 g e que para transformá-lo em líquido, seriam 
necessárias 8000 cal. 
Assim, os cálculos desenvolvidos abaixo explicitam a relação necessária para 
encontrar a resposta correta: 
Q = m.Lf 
Q = 100.80 
Q = 8000 cal ou 8Kcal 
É importante dizer que quando transformado em água, o líquido continua recebendo 
energia em forma de calor e a massa que inicialmente era gelo terá uma maior 
agitação térmica das moléculas até a temperatura de ebulição, que é 100 ºC e então 
vaporiza. 
Cada grama de água que muda para a fase vapor necessita 540 calorias, que 
representa o calor latente de vaporização da água: 
Lv = 540 cal/g. 
Q = m.Lv 
Q = 100.540 
Q = 54000 cal ou 54 Kcal ou 
Resposta: 
sólido -> c = 0,1 cal /g ºC; líquido -> c = 0,2 cal/g.ºC e calor latente -> L = 4 Cal/g 
Explicação: 
Calor específico é quando há variação de temperatura, a fase é a mesma 
Fase sólida 
Q = m. c. ΔT 
400 cal = 100g . c . 40ºC 
c= 400 cal/ 100g. 40ºC 
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c = 0,1 cal /g ºC 
Fase Líquida 
Q=m.c.ΔT 
400 cal =100g .c. 20ºC 
c = 400/100.20 Cal/g.ºC 
c = 0,2 cal/g.ºC 
Calor latente quando a temperatura é mesma: 
40ºC (mudança de fase física) 
No caso do sólido para Líquido (Fusão) 
Q=m.L 
800-400 Cal = 100g . L 
L = 400/100 Cal/g 
L = 4 Cal/g 
 
 
 
6) (Peso: 1,0) Uma certa quantidade de ar contido num cilindro com pistão é 
comprimida adiabaticamente, realizando-se um trabalho de -1,5kJ. Portanto, os 
valores do calor trocado com o meio externo e da variação de energia interna do 
ar nessa compressão adiabática são, respectivamente: Na transformação 
adiabática Q=0 W = - variação de energia interna W= -1,5kj V=1,5kj 
 
7) (Peso: 2,0) O gráfico abaixo ilustra uma transformação 100 moles de gás ideal 
monoatômico recebem do meio exterior uma quantidade de calor 1800000 J. 
Dado R=8,32 J/mol.K. (Peso: 2,0) 
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a) o trabalho realizado pelo gás; 
b) a variação da energia interna do gás; 
 
 
 
 
Explicação: 
Trabalho é numericamente igual à área do gráfico: (6.10^5 + 3.10^5) . 1 / 2 
9.10^5 / 2 = T 
T = 4,5 .10^5 
Energia interna = Q - T 
E = 1800000 - 450000 
E = 1350000 J 
 
Boa sorte, 
Profª. Gabi.