Termodinamica I - Avaliacao 2

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1O trabalho realizado em um sistema composto por um gás e um êmbolo é um ótimo exemplo 
para o estudo dos fenômenos termodinâmicos, sendo um tipo de sistema que evolui no 
diagrama Pressão versus Volume. Ele tira proveito da pressão definida como uma força que 
atua sobre a superfície do êmbolo, seja para comprimir ou distender o sistema. Sobre a 
primeira lei da termodinâmica, analise as sentenças a seguir: 
 
I- O volume extra ocupado pelo gás, no evento de uma expansão, é dado pelo produto entre a 
área do êmbolo e o deslocamento linear que este realiza. 
II- O trabalho realizado em um sistema (gás + êmbolo fixo) depende apenas da soma integral 
do produto da pressão P pela variação do volume dV, a que o sistema é submetido. 
III- O trabalho realizado sobre um êmbolo de área A, que se desloca de uma distância ds, é 
igual aquele realizado pelo êmbolo para voltar a sua posição inicial, antes do deslocamento. 
IV- O trabalho realizado em um sistema (gás + êmbolo móvel) depende apenas da soma 
integral do produto da pressão P pela variação do volume dV, a que o sistema é submetido. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
A 
As sentenças II e III estão corretas. 
B 
As sentenças I, III e IV estão corretas. 
C 
As sentenças II e IV estão corretas. 
D 
Somente a sentença I está correta. 
2A 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 de expansão livre, um 
gás, previamente contido em uma porção do recipiente, é liberado para mover-se livremente 
durante o procedimento, sem nenhum contato com o êmbolo móvel do sistema. Sobre os 
processos termodinâmicos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) Em um processo de expansão livre, o êmbolo livre é capaz de mover-se mais rápido que 
a velocidade de expansão do gás antes contido por ele, dentro de um recipiente termicamente 
isolado. Isso significa que durante esse processo nenhum trabalho foi realizado por ou sobre o 
gás, assim como por estar isolado, nenhuma troca de calor ocorre com o sistema. 
( ) Em um processo de expansão livre, o êmbolo livre é capaz de mover-se mais rápido que 
a velocidade de expansão do gás antes contido por ele, dentro de um recipiente termicamente 
isolado. Isso significa que durante esse processo a variação na energia interna observada no 
sistema é compensada pelo soma líquida dos calores absorvidos/emitidos e dos trabalhos 
realizados sobre ou pelo gás. 
( ) Em um processo de expansão livre, o êmbolo livre é capaz de mover-se mais rápido que 
a velocidade de expansão do gás antes contido por ele, dentro de um recipiente termicamente 
isolado. Isso significa que durante esse processo todo o trabalho realizado por ou sobre o gás, 
compensará o calor absorvido ou emitido que iniciou o processo, fazendo com que a energia 
interna do sistema se mantenha constante. 
( ) Em um processo de expansão livre, o êmbolo livre é capaz de mover-se mais rápido que 
a velocidade de expansão do gás antes contido por ele, dentro de um recipiente termicamente 
isolado. Isso significa que durante esse processo não há variação na energia interna observada 
no sistema. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
A 
V - V - V - F. 
B 
F - F - F - V. 
C 
V - F - F - V. 
D 
V - F - V - F. 
3A 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 isovolumétrico, o 
volume do sistema não é alterado durante o procedimento. Sobre os processos 
termodinâmicos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) Em um processo térmico, em que um gás emite calor, o sistema migra de uma isoterma à 
temperatura menor para uma à temperatura maior, além disso a pressão do gás contido 
também aumenta, proporcionalmente à variação de temperatura. 
( ) Em um processo térmico, em que um gás absorve calor, o sistema migra de uma isoterma 
à temperatura menor para uma à temperatura maior, além disso a pressão do gás contido 
também aumenta, proporcionalmente à variação de temperatura. 
( ) Em um processo térmico, em que um gás absorve calor, nenhuma variação da energia 
interna ocorre, de modo que todo o calor absorvido é realocado à realização de trabalho pelo 
gás. 
( ) Em um processo térmico, em que um gás absorve calor, nenhum trabalho é realizado 
pelo gás, de modo que todo o calor absorvido é realocado à variação da energia interna. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
A 
V - F - V - F. 
B 
F - F - V - F. 
C 
F - V - F - V. 
D 
V - V - F - V. 
4Suponha 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 420 J/s, 
que será revestida por uma camada cerâmica de área 1.2 m^2. Sabendo que a diferença de 
temperatura entre o interior e o exterior do tubo pode atingir no máximo 100 K e que a 
condutividade térmica do material cerâmico que o reveste é de 0.04 W/mK, analise as 
sentenças a seguir: 
 
I- A espessura da camada cerâmica deverá ter 1.1 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 25200 J. 
IV- A potência térmica cedida pela peça ao ambiente será de 420 W. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
A 
As sentenças I, III e IV estão corretas. 
B 
As sentenças I e II estão corretas. 
C 
As sentenças II e III estão corretas. 
D 
As sentenças II e IV estão corretas. 
5Suponha que você tenha encontrado um bloco de 2 kg de um material metálico. Observa-se 
que para alterar a medida de sua temperatura em 10 K, é necessário conceder ao material 
cerca de 4680 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 a prata. 
D 
O metal é o mercúrio. 
6A 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: 
 
( ) Manter temperatura do gás constante durante todo o processo reduz o sistema ao modelo 
de Boyle. 
( ) A razão entre as pressões, antes e depois de cada processo, será inversamente 
proporcional à razão entre as temperaturas. 
( ) A razão entre as pressões, antes e depois de cada processo, será inversamente 
proporcional à razão entre os volumes. 
( ) Manter a temperatura do gás constante durante todo o processo reduz o sistema ao 
modelo de Charles. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
A 
V - F - F - F. 
B 
F - F - V - F. 
C 
V - V - V - V. 
D 
V - F - V - F. 
7A 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 cíclico, um gás 
previamente ocupando uma posição inicial no diagrama PVT, incorre em um procedimento 
que o leva a um determinado ponto final no mesmo diagrama, trazendo-o de volta à posição 
inicial. Sobre os processos termodinâmicos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F 
para as falsas: 
 
( ) Em um processo cíclico, o sistema retorna a sua configuração (P_i,V_i,T_i) inicial, o que 
implica que ele não passa por nenhuma alteração em sua temperatura ao fim do ciclo, não 
havendo variação da energia interna do sistema. 
( ) Em um processo cíclico, o sistema retorna a sua configuração (P_i,V_i,T_i) inicial. A 
partir da equação que descreve a relação entre a variação da energia interna, o calor envolvido 
e o trabalho realizado, conclui-se que, por haver variação em da energia interna do sistema, 
nenhum calor absorvido ou emitido é realocado para a realização de trabalho por ou sobre o 
gás. 
( ) Em um processo cíclico, o sistema retorna a sua configuração (P_i,V_i,T_i) inicial. A 
partir da equação que descreve a relação entre a variação da energia interna, o calor envolvido 
e o trabalho realizado, conclui-se que, por não haver variação da energia interna do sistema, 
todo calor absorvido ou emitido é realocado para a realização de trabalho sobre o gás. 
( ) Em um processo cíclico, o sistema retorna a sua configuração (P_i,V_i,T_i) inicial, o que 
implica que ele passa por uma alteração em sua temperatura ao fim do ciclo, não havendo 
variação da energia interna do sistema. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
A 
F - F - F - V. 
B 
V - V - F - V. 
C 
F - V - V - F. 
D 
V - F - V - F. 
8Transições 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. 
B 
As transições de fase impostas a uma quantidade de matéria criam uma variação de 
temperatura. 
C 
Transições de fase são comportamentos específicos de determinados materiais, não sendo 
aplicados a todas as formas de matéria. 
D 
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. 
9A 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: 
 
( ) Em um processo isotérmico, quando um gás emite uma determinada quantidade de calor, 
sua pressão decai em proporção inversa com o aumento do volume. 
( ) Em um processo isotérmico, quando um gás absorve uma determinada quantidade de 
calor, sua pressão decai em proporção inversa com o aumento do volume. 
( ) Em um processo isotérmico, quando um gás emite uma determinada quantidade de calor, 
sua pressão aumenta em proporção inversa com a diminuição do volume. 
( ) 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 
V - V - F - V. 
C 
V - F - V - F. 
D 
F - V - V - F. 
10A 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 adiabático, nenhuma 
troca de calor é observada durante o procedimento. Sobre os processos termodinâmicos, 
classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) Em um processo isobárico, em que um gás não absorve nem emite calor, o sistema migra 
de uma isoterma para outra, além disso a pressão do gás contido também varia, assim como o 
volume do gás. 
( ) Em um processo isobárico, em que um gás não absorve nem emite calor, todo o trabalho 
realizado pelo ou sobre o gás é realocado à variação da energia interna do sistema em um 
novo arranjo no diagrama PTV. 
( ) Em um processo isobárico, em que um gás não absorve nem emite calor, o sistema migra 
de uma isoterma para outra, entretanto a pressão do gás contido, assim como o volume do gás 
não sofrem qualquer alteração. 
( ) Em um processo isobárico, em que um gás não absorve nem emite calor, todo o calor 
absorvido ou emitido pelo gás é realocado à variação da energia interna do sistema, em um 
novo arranjo no diagrama PTV. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
A 
F - F - V - V. 
B 
V - V - F - F. 
C 
F - V - F - V. 
D 
V - F - V - F.