Termodinamica I - Avaliacao 4

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1Há várias fantasias criadas sobre a escolha de Fahrenheint para os pontos fixos de sua escala. 
Uma delas diz que ele queria que a temperatura do corpo de sua esposa tivesse a temperatura 
de 100 °F. Caso esse fato fosse verídico, quanto equivaleria essa temperatura em Célsius? 
A 
38 °C. 
B 
42 °C. 
C 
24 °C. 
D 
32 °C. 
2Considere que duas lâminas metálicas, uma de alumínio e a outra de níquel, em mesmas 
proporções e mesma temperatura. Essas duas lâminas são soldadas de forma que não se 
soltem, formando uma lâmina bimetálica, conforme a figura anexa. Sabendo que o coeficiente 
de dilatação térmica linear do alumínio é 2,5x10^-5 e do níquel é 17x10^-6, se essa lâmina for 
aquecida a uma temperatura maior que a inicial e depois resfriada a uma temperatura menor 
que a inicial, qual das figuras a seguir representaria melhor as situações descritas (esquerda: 
aquecida e direita: resfriada)? 
A 
Somente a opção II está correta. 
B 
Somente a opção IV está correta. 
C 
Somente a opção I está correta. 
D 
Somente a opção III está correta. 
3Considere a imagem anexa onde no recipiente A está contido um gás ideal cuja sua pressão é 
de 5,0 x 10^5 Pa e sua temperatura é de 300 K. No um recipiente B, que possui um volume 4x 
maior que o recipiente A, temos o mesmo gás confinado, mas a sua pressão é de 1x10^5 Pa e 
sua temperatura é de 400 K. Entre eles há uma ligação por um tubo estreito e uma válvula 
fechada. Supondo que a válvula é aberta e as pressões são iguais, as temperaturas são 
mantidas. Qual será a nova pressão dos recipientes? 
A 
2x10^5 Pa. 
B 
3x10^5 Pa. 
C 
1x10^5 Pa. 
D 
4x10^5 Pa. 
4O 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 IV estão corretas. 
B 
Somente a sentença I está correta. 
C 
As sentenças II e III estão corretas. 
D 
As sentenças I, III e IV estão corretas. 
5O estudo dos gases ideais sob condições controláveis nos proporciona conhecimento a 
respeito dos fenômenos termodinâmicos encontrados da natureza. A detenção de tal 
conhecimento nos possibilita, por sua vez, desenvolver mecanismos e máquinas capazes de 
controlar e alterar o mundo à nossa volta. Sobre os processos termodinâmicos, analise as 
sentenças a seguir: 
 
I- A variação da energia interna em um gás mantido a volume constante é dada pelo produto 
do número de mols pela capacidade térmica molar a volume constante e pela variação de 
temperatura a que o submetemos. 
II- Em um processo isobárico, o calor absorvido por uma determinada quantidade de gás ideal 
se equipara à variação da energia interna. 
III- Em um processo isocórico, o calor absorvido por uma determinada quantidade de gás 
ideal se equipara à variação da energia interna. 
IV- Em um processo isotérmico, o calor absorvido por uma determinada quantidade de gás 
ideal se equipara à variação da energia interna. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
A 
As sentenças I e III estão corretas. 
B 
As sentenças II e III estão corretas. 
C 
As sentenças I e IV estão corretas. 
D 
As sentenças II e IV estão corretas. 
6Os processos adiabáticos em gases ideais delineiam um mecanismo delicado em que um 
sistema, formado por um gás termicamente isolado, evolui entre diferentes pontos no 
diagrama PVT, mantendo sempre constante a relação (PV/T). Sobre os conceitos que 
sustentam a descrição dos processos termodinâmicos, classifique V para as sentenças 
verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) Para a expansão adiabática, a relação matemática (T)(V)^(gamma-
1)=(T_0)(V_0)^(gamma-1) se mantém sempre. 
( ) Para a expansão adiabática, a relação matemática (V)(T)^(gamma-
1)=(V_0)(T_0)^(gamma-1) se mantém sempre. 
( ) Para a expansão adiabática, a relação matemática (T)(V)^(gamma-
1)=(T_0)(V_0)^(gamma-1) se mantém sempre. 
( ) Para a expansão adiabática, a relação matemática (T)/(V)^(1-gamma)=(T_0)/(V_0)^(1-
gamma) se mantém sempre. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
A 
F - F - V - V. 
B 
F - F - V - F. 
C 
V - F - F - F. 
D 
F - V - V - F. 
7Suponha 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 320 J/s, 
que será revestida por uma camada cerâmica de área 1.5 m^2. Sabendo que a diferença de 
temperatura entre o interior e o exterior do tubo pode atingir no máximo 110 K e que a 
condutividade térmica do material cerâmico que o reveste é de 0.036 W/mK, analise as 
sentenças a seguir: 
 
I- A espessura da camada cerâmica deverá ter 1.6 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 19200 J. 
IV- A potência térmica cedida pela peça ao ambiente será de 420 W. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
A 
As sentenças II e III estão corretas. 
B 
As sentenças I e IV estão corretas. 
C 
As sentenças I e III estão corretas. 
D 
As sentenças II e IV estão corretas. 
8Suponha que você esteja trabalhando com um gás ideal, de modo que você pretende estudar 
os processos de transferência de calor e trabalho realizado pelo ou sobre o gás. Sobre a 
fenomenologia, que suporta a teoria dos gases ideais, assinale a alternativa CORRETA: 
A 
De acordo com a lei de Boyle, a razão entre o volume que um gás ocupa e a pressão que ele 
possui se mantém constante no tempo. 
B 
De acordo com a lei de Charles, a razão entre de um gás e a temperatura que ele possui se 
mantém constante no tempo. 
C 
De acordo com a lei de Charles, a razão entre o volume que um gás ocupa e a temperatura que 
ele possui se mantém constante no tempo. 
D 
De acordo com a lei de Boyle, a razão entre o volume que um gás ocupa e a temperatura que 
ele possui se mantém constante no tempo. 
9Considere um corpo de massa invariável e sempre no estado sólido. Esse corpo, inicialmente 
a uma temperatura T, é submetido a um aumento de temperatura de 2T, o que fará com que 
ele sofra dilatação volumétrica. Sabemos que seu volume aumenta, e consequentemente, sua 
densidade: 
A 
Diminuirá, mas certamente não se reduzirá à metade. 
B 
Poderá aumentar ou diminuir, dependendo do formato do corpo. 
C 
Aumentará, mas certamente não dobrará. 
D 
Passará a ser o dobro da inicial. 
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 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 - V - V - F. 
B 
F - F - F - V. 
C 
V - F - V - F. 
D 
V - V - F - V. 
11(ENADE, 2008) Numa competição entre estudantes de Física de várias instituições, um 
grupo projeta uma máquina térmica hipotética que opera entre somente dois reservatórios de 
calor, a temperaturas de 250 K e 400 K. Nesse projeto, a máquina hipotética produziria, por 
ciclo, 75 J de trabalho, absorveria 150 J de calor da fonte quente e cederia 75 J de calor para a 
fonte fria. Qual é o trabalho realizado? 
A 
95 J. 
B 
150 J. 
C 
100 J. 
D 
75 J. 
12(ENADE, 2014) Em geral, o efeito estufa é entendido como o processo pelo qual parte da 
energia infravermelha - emitida pela superfície do planeta e absorvida por determinados gases 
atmosféricos - é irradiada de volta, o que torna a temperatura da superfície da Terra mais 
elevada do que seria sem a presença da atmosfera. No entanto, para a termodinâmica, a 
transferência de calor via condução e convecção é mais efetiva para o aquecimento da 
atmosfera e, portanto, a radiação infravermelha emitida pela superfície é capaz de aquecer 
apenas uma fração dos gases atmosféricos radiativamente ativos. Considerando os aspectos 
termodinâmicos, avalie as afirmações a seguir: 
 
I- A radiação térmica da atmosfera é resultado da sua temperatura e não a causa. 
II- Uma grande quantidade de radiação superior à energia solar absorvida pela superfície do 
planeta causa aquecimento adicional da Terra. 
III- A radiação infravermelha resultante da temperatura da superfície do planeta não pode 
induzir aquecimento adicional sobre a sua fonte. 
 
É correto o que se afirma em: 
A 
I e III, apenas. 
B 
II, apenas. 
C 
II e III, apenas. 
D 
I, apenas.