termodinamica 4

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Questão 1/10 - Termodinâmica
Leia o fragmento de texto:
“O calor necessário, por unidade de massa, para que determinada substância mude de fase chama-se calor latente”.
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: PIZZO, Sandro Megale. Fundamentos da Termodinâmica. São Paulo, Pearson Education do Brasil, 2015. p. 48.
Considerando estas informações e os demais conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica, calcule o calor necessário para que 134 kg de cobre passem do estado sólido para o líquido:
Dados: Q = m.L; L (fusão) = 134 x 10³ J.kg-1; L (vaporização) = 5069 x 10³ J.kg-1
Nota: 10.0
	
	A
	17,9 x 106 kJ
	
	B
	17,9 x 103 kJ
Você acertou!
Comentário: A passagem do estado sólido para o líquido é chamada de fusão, logo usaremos o calor latente de fusão para os cálculos.
Substituindo os dados da questão na fórmula dada, teremos: Q = 134.134x103
Portanto, Q = 17,9 x 106 = 17,9x103 kJ
	
	C
	679,2 x 103 kJ
	
	D
	679,2 x 106 kJ
	
	E
	17,9 x 104 kJ
Questão 2/10 - Termodinâmica
Atente para a citação:
“Diz-se que os processos são exotérmicos quando [...] existe liberação de energia do sistema para as vizinhanças [...]; do contrário, os processos são endotérmicos quando [...] existe liberação de energia das vizinhanças para o sistema”.
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: PIZZO, Sandro Megale. Fundamentos da Termodinâmica. São Paulo, Pearson Education do Brasil, 2015. p. 66.
Considerando estas informações e os conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica, em relação aos processos endotérmicos e exotérmicos, relacione corretamente as colunas a seguir:
1. Processo endotérmico
2. Processo exotérmico
( ) Derretimento de um cubo de gelo à temperatura ambiente (25ºC).
( ) Combustão da gasolina dentro do motor de um veículo.
( ) Condensação do vapor d’água para formação de nuvens de chuva.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
Nota: 10.0
	
	A
	2 – 3 – 1
	
	B
	1 – 3 – 2 
	
	C
	2 – 1 – 3
	
	D
	1 – 2 – 2
Você acertou!
Comentário: A sequência correta é 1 – 2 – 2. “Podemos classificar os processos termodinâmicos de acordo com o sinal da variação da entalpia na mudança de estado correspondente. Diz-se que os processos são exotérmicos quando ΔΔH<0 (variação negativa da entalpia) e, neste caso, existe liberação de energia do sistema para as vizinhanças (o conteúdo energético do sistema diminuiu); do contrário, os processos são endotérmicos quando ΔΔH>0 (variação positiva da entalpia) e, neste caso, existe liberação de energia das vizinhanças para o sistema (o conteúdo energético do sistema aumentou”. (livro-base, p. 66)
	
	E
	3 – 1 – 2
 
Questão 3/10 - Termodinâmica
Atente para a citação:
“Podemos dizer que cada material comporta-se de forma diferente diante da transferência de calor. Fala-se então que cada material possui uma capacidade calorífica diferente”.
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: PIZZO, Sandro Megale. Fundamentos da Termodinâmica. São Paulo, Pearson Education do Brasil, 2015. p. 44.
Considerando estas informações e os demais conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica, calcule o calor específico aproximado de 50 kg de um material X que sofre uma variação de temperatura de 300K ao receber 2,5 x 106 J.
Dados: Q= m.c. ΔθΔθ;
Nota: 10.0
	
	A
	167 x 103 J.kg-1.K-1
	
	B
	183 J.kg-1.K-1
	
	C
	267 J.kg-1.K-1
	
	D
	167 J.kg-1.K-1
Você acertou!
Comentário: Substituindo os dados da questão na fórmula dada, teremos: 2,5 x 106 = 50. C. 300. Portanto, c = 167 J. kg-1. K-1
	
	E
	267 x 10³ J.kg-1.K-1
Questão 4/10 - Termodinâmica
Leia o extrato de texto:
“Nos processos chamados cíclicos, o estado inicial do sistema é igual ao seu estado final, pois o processo é um ciclo e o sistema retorna, ao término, ao estado do qual partiu”.
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: PIZZO, Sandro Megale. Fundamentos da Termodinâmica. São Paulo, Pearson Education do Brasil, 2015. p. 59.
Considerando estas informações e os conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica, assinale a alternativa que apresenta o valor da variação da energia interna em um processo cíclico em que Q=W=450 kJ.
Dado: ΔΔU = Q + W; considere que o sistema realiza trabalho.
Nota: 10.0
	
	A
	ΔΔU = O
Você acertou!
Comentário: “A equação matemática que relaciona a variação da energia interna aos ganhos e perdas de energia por meio do calor e do trabalho é a representação da primeira lei da termodinâmica: ΔΔU=Q+W”. (livro-base, p. 57)
“Nos processos chamados cíclicos, o estado inicial do sistema é igual ao seu estado final, pois o processo é um ciclo e o sistema retorna, ao término, ao estado do qual partiu. Assim, em processos cíclicos, a variação de energia interna é nula, o que não significa que o calor e o trabalho sejam nulos, necessariamente”. (livro-base, p. 59)
	
	B
	ΔΔU > O
	
	C
	ΔΔU < O
	
	D
	ΔΔU = + 450 kJ
	
	E
	ΔΔU = - 450kJ
Questão 5/10 - Termodinâmica
Atente para a citação:
“A equação mais conhecida é chamada equação dos gases ideais, que relaciona pressão (P), volume (V) e a temperatura (T) para uma dada quantidade de matéria (expressa em número de moles, n) em fase gasosa”.
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: PIZZO, Sandro Megale. Fundamentos da Termodinâmica. São Paulo, Pearson Education do Brasil, 2015. p. 7.
Considerando estas informações e os conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica, a 350 K, qual é o volume ocupado por 8 mols de gás metano (CH4) sob uma pressão de 2x105 Pa?
Dados: Equação dos gases ideais: P.V=n.R.T; Constante universal dos gases: R= 8,314 Pa.m³.mol-1.K-1.
Nota: 10.0
	
	A
	0,116 m³
Você acertou!
Comentário: Substituindo os dados do enunciado na equação fornecida, teremos:
2 x 105.V = 8. 8,314. 350
Isolando V= 23279,2 /2 x 105
Logo V=0,116 m³
	
	B
	0,0116 m³
	
	C
	1,163 m³
	
	D
	0,14549 m³
	
	E
	0,232 m³
Questão 6/10 - Termodinâmica
Observe a figura a seguir: 
Considerando estas informações e os demais conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica, sobre as transformações gasosas representadas, assinale a alterativa correta:
Dados: Heat: indica aquecimento; Cool: indica resfriamento.
Nota: 0.0
	
	A
	A transformação representada nos balões é isovolumétrica, pois o volume aumenta quando o sistema é aquecido e diminui quando o sistema é resfriado.
	
	B
	Pelo processo representado nos balões é possível confirmar que as variáveis de estado temperatura e volume são diretamente proporcionais.
Comentário: “Como um gás não possui forma própria e definida, ele preenche todo o recipiente que o contiver. Se esse gás for submetido a um aumento de temperatura, suas partículas começarão a se agitar devido à energia térmica adicional que receberam. [...] Imaginemos que o recipiente possui uma tampa móvel [...]. O aumento da pressão acarretará o movimento ascendente da tampa e o volume do sistema aumentará. (livro-base, p.6-7)
	
	C
	De acordo com o comportamento dos balões, podemos afirmar que a imagem representa uma transformação isotérmica, pois a temperatura é variável.
	
	D
	Ao elevarmos a temperatura do gás contido nos balões o volume aumenta, pois a agitação molecular diminui em seu interior.
	
	E
	O aumento da temperatura do sistema balão cheio de gás implica em uma maior agitação molecular em seu interior e consequente diminuição do volume.
Questão 7/10 - Termodinâmica
Observe o gráfico a seguir:
Fonte: Gráfico produzido pelo autor da questão.
Considerando estas informações e os conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica, sobre trabalho e transformações térmicas, julgue as proposições a seguir:
I. O processo representado no setor A é considerado isovolumétrico.
II. O processo representado no setor B é considerado isobárico.
III. O trabalho realizado representado pelo gráfico corresponde a 74 J.
IV. Trata-se de um processo cíclico e sua variação de energia interne é zero.Agora, assinale a alternativa correta:
Nota: 10.0
	
	A
	II e III estão corretas.
Você acertou!
Comentário: A proposição II é verdadeira, pois “Em uma transformação isobárica, também chamada de isopiézica, a pressão do sistema não varia, enquanto a temperatura e o volume variam”. (livro-base, p. 6)
A proposição III é verdadeira, pois “A mudança de estado de V1 e P1 para V2 e P2 pode ser representada graficamente e o trabalho calculado será dado pela área abaixo da curva no intervalo de interesse”. (livro-base, p. 55)
Sendo assim, o trabalho será a área do trapézio A + a área do retângulo B.
Logo: W = A =( - B +b . h + (b.h)) W = A = - ( 10+4 . 2 + (6. 10))
 2 2 
Então: W = A = -74J
Como o sistema realiza trabalho, o sinal é negativo.
	
	B
	I, II e III estão corretas.
	
	C
	II, III e IV estão corretas.
	
	D
	III e IV estão corretas.
	
	E
	I, III e IV estão corretas.
Questão 8/10 - Termodinâmica
Leia o seguinte fragmento de texto:
“Quando uma substância sólida é aquecida, a consequente agitação de suas moléculas resulta em um aumento de suas dimensões macroscópicas. Esse aumento decorrente do aquecimento é chamado de dilatação térmica. Podemos atestar que a dilatação térmica acarreta o aumento da dimensão do comprimento de um sólido e a chamamos de dilatação linear. [...] O aumento da superfície de um sólido é chamado de dilatação superficial [...]. Quando a dilatação térmica acarreta o aumento no volume de um sólido, falamos em dilatação cúbica ou volumétrica [...]”.
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: PIZZO, Sandro Megale. Fundamentos da Termodinâmica. São Paulo, Pearson Education do Brasil, 2015. p. 15.
Observe a imagem a seguir:
Considerando estas informações e os conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica, sobre o conceito de dilatação térmica, analise e julgue as seguintes proposições:
I. A variação gerada no comprimento de um material por dilatação linear pode ser calculada por ΔΔL = L1. αα
II. Quanto maior o valor do coeficiente de dilatação do material estudado, menor será o valor de ΔΔL observado numa experimentação.
III. O planejamento de construção de pontes, trilhos de trem e demais estruturas, deve considerar a dilatação dos materiais envolvidos.
IV. A variação de temperatura gera dilatações nos materiais, o que pode dificultar o encaixe de peças, deixando a estrutura instável.
V. Ao calcularmos a dilatação volumétrica de uma esfera de ferro devemos considerar seu coeficiente de dilatação, definido por β=αβ=α3.
Assinale a alternativa correta:
Nota: 10.0
	
	A
	As asserções I, III e V são verdadeiras.
	
	B
	As asserções I, II e III são verdadeiras.
	
	C
	As asserções III, IV e V são verdadeiras.
	
	D
	As asserções I, III e IV são verdadeiras.
	
	E
	As asserções III e IV são verdadeiras.
Você acertou!
Comentário: As afirmações III e IV são verdadeiras, pois “O planejamento de construção de pontes, por exemplo, assim como de equipamentos e dispositivos de qualquer porte, deve contar com a análise dos materiais envolvidos do ponto de vista da dilatação com a variação de temperatura de trabalho, uma vez que pode haver dificuldades de encaixe entre suas peças”. (livro-base, p. 17-18)
Questão 9/10 - Termodinâmica
Leia o extrato de texto:
“O coeficiente de proporcionalidade, (a) é nomeado coeficiente de dilatação linear e é característico do material analisado”.
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: PIZZO, Sandro Megale. Fundamentos da Termodinâmica. São Paulo, Pearson Education do Brasil, 2015. p. 16.
Considerando estas informações, os conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica e sabendo que o coeficiente de dilatação linear do cobre é 1,7 x 10-5 ºC-1, calcule a dilatação linear (?L) sofrida por um fio de cobre de 15 cm, a 25ºC, que foi aquecido até 85ºC.
Dados: ΔΔL = L1. αα. ΔΔT
Nota: 10.0
	
	A
	0,0153 cm
Você acertou!
Comentário: Substituindo os dados da questão na fórmula dada, teremos: ΔΔL = 15.1,7 x 10?-5? . (85 - 25). Portanto, ΔΔL = 15. 1,7 x 10?-5? . (60).
Logo, ΔΔL = 0,0153 cm
	
	B
	1,53 cm
	
	C
	0,153 cm
	
	D
	0,0216 cm
	
	E
	2,16 cm
Questão 10/10 - Termodinâmica
Leia o trecho de texto:
“Quando a energia térmica passa de um ente material (corpo, matéria, substância ou sistema) para outro, dizemos que a energia térmica foi transferida [...]. As formas de transferência de calor são chamadas de condução, convecção e irradiação”.
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: PIZZO, Sandro Megale. Fundamentos da Termodinâmica. São Paulo, Pearson Education do Brasil, 2015. p. 36.
Considerando estas informações e os conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica, relacione as formas de transferência de calor e suas características:
1. Condução
2. Convecção
3. Irradiação
( ) Energia térmica se propaga em um fluido por camadas de diferentes densidades.
( ) Energia térmica se propaga por ondas eletromagnéticas podendo ocorrer também no vácuo.
( ) Transmissão da energia partícula por partícula em contato que não ocorre no vácuo.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
Nota: 10.0
	
	A
	2 – 3 – 1
Você acertou!
Comentário: A sequência correta é 2 – 3 – 1. “A convecção de energia térmica ocorre quando um fluido (um líquido, um gás ou um vapor) é aquecido ou resfriado e sua densidade varia localmente. A partir das variações locais de densidade, estabelecem-se as chamadas correntes de convecção, implicando o escoamento natural do fluido”. (livro-base, p. 42)
“O mecanismo da transferência de calor por radiação acontece quando a energia térmica se propaga através de ondas eletromagnéticas, sem necessidade de meio material. Por este motivo, a radiação ocorre inclusive no vácuo”. (livro-base, p. 41).
 
“Na condução de energia térmica, a energia é literalmente conduzida, partícula a partícula, até a região de menor energia térmica, desde que haja contato entre dois meios materiais com diferentes temperaturas. [...] No vácuo, a condução de energia térmica não acontece, já que não existem partículas para participar do processo de transferência”. (livro-base, p. 36)
	
	B
	3 – 1 – 2 
	
	C
	2 – 1 – 3
	
	D
	1 – 2 – 3
	
	E
	1 – 3 – 2