Termodinâmica I (Prova 1)

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O ponto triplo da água é uma posição no diagrama pressão versus temperatura que reflete uma coexistência de três fases distintas da água, sendo essas fases a sólida, a líquida e a gasosa. Esse é um ponto que ocorre próximo do congelamento e a uma fração da pressão atmosférica. Sobre os conceitos que dão base à termodinâmica do ponto triplo, observe o gráfico a seguir e assinale a alternativa CORRETA que descreve um deslocamento real no gráfico:
A)  Distanciando-nos do ponto triplo rumo a uma pressão mais alta, mantendo a temperatura em um nível constante, forçamos o sistema a se deslocar para uma condição de total existência em estado sólido.B)  Distanciando-nos do ponto triplo rumo a uma pressão mais baixa, mantendo a temperatura em um nível constante, forçamos o sistema a se deslocar para uma condição de total existência em estado gasoso.C)  Distanciando-nos do ponto triplo rumo a uma temperatura mais elevada, mantendo a pressão em um nível constante, forçamos o sistema a se deslocar para uma condição de total existência em estado gasoso.D)  Distanciando-nos do ponto triplo rumo a uma pressão mais baixa, mantendo a temperatura em um nível constante, forçamos o sistema a se deslocar para uma condição de total existência em estado sólido.
Distanciando-nos do ponto triplo rumo a uma pressão mais baixa, mantendo a temperatura em um nível constante, forçamos o sistema a se deslocar para uma condição de total existência em estado gasoso.
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O coeficiente de dilatação linear, obtido através de um equipamento chamado dilatômetro, é uma constante de proporcionalidade que analisa o comportamento de um material quando ele é submetido a variações de temperatura. Quanto maior for seu coeficiente de dilatação linear, maior será a sensibilidade do material a mudanças de temperatura.
De acordo com a prática realizada no laboratório virtual, denominada “Dilatômetro”, qual a relação entre os coeficientes de dilatação linear dos materiais analisados (Cobre, Latão e Aço)?
A)  
αlatão > αcobre > αaço.
B)  
αlatão < αcobre < αaço.
C)  
αlatão = αcobre > αaço.
D)  
αcobre > αaço > αlatão.
αlatão > αcobre > αaço.
3O conceito de temperatura é um dos mais básicos na ciência termodinâmica e também um dos mais intuitivos para o leigo. Entretanto, é bastante comum confundi-lo com outro conceito, o calor. Dizemos comumente que um corpo está quente quando sentimos o calor que ele emana, reclamamos das altas temperaturas em uma tarde de verão e das baixas em uma manhã inverno, nos referindo ao calor ou ao frio que sentimos. Desmistificar esses conceitos e esclarecê-los para os futuros estudantes são funções dos professores. Sobre a definição do conceito de temperatura dos corpos, analise as sentenças a seguir: I- A temperatura de um corpo é definida em termos da energia térmica, que flui de um corpo para outro. II- A temperatura de um gás é definida em termos do valor médio da energia cinética das moléculas que o compõem. III- A temperatura de um gás pode ser mensurada diretamente com o auxílio de um termômetro de mercúrio, por exemplo, ao tirarmos proveito da quantificação dos graus de liberdade de tais moléculas. IV- A temperatura de um fluido é mensurada a partir de uma escala termométrica, que fornece um padrão de comparação baseado em fenômenos termodinâmicos e na extrapolação da relação de proporcionalidade entre a pressão P e a temperatura T do gás. Assinale a alternativa CORRETA:
A)  As sentenças II e III estão corretas.B)  As sentenças II e IV estão corretas.C)  Somente a sentença I está correta.D)  As sentenças III e IV estão corretas.
As sentenças II e IV estão corretas.
4Considere um cilindro de volume inicial V_0, submetido a uma fonte de calor. A base do cilindro não sofre nenhuma dilatação, mantendo sua área A_0, entretanto sua altura h é livre para corresponder aos efeitos esperados pela dilatação. Sobre as informações disponibilizadas e a teoria que dá suporte à teoria da dilatação dos corpos, assinale a alternativa CORRETA que apresenta como a altura h do cilindro varia com a temperatura:
A)  h(T)= h_0 (1+3 alpha Delta T).B)  h(T)= h_0 (1+e^alpha Delta T ).C)  h(T)= h_0 (1+alpha Delta T).D)  h(T)= h_0 (1+2 alpha Delta T).
h(T)= h_0 (1+alpha Delta T).
5O processo de medição da temperatura de um corpo pode ser influenciado pela maneira como nossos órgãos sensoriais assimilam a informação térmica e a processam em nosso cérebro. Sobre os conceitos de temperatura e as técnicas para medi-lo objetivamente, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) O termômetro de mercúrio mede a temperatura de um corpo ao calcular a energia cinética média das partículas dessa substância que o permeia. ( ) As escalas Celsius e Kelvin apresentam a mesma variação térmica, pois ambas consideram o mesmo espaçamento entre fenômenos termodinâmicos, considerados como marcos para o estabelecimento de seus valores. ( ) As escalas termométricas derivam de uma relação de proporcionalidade inversa entre a variação da temperatura de um e da pressão correspondente a que este se encontra submetido. ( ) A unificação das escalas termométricas para o uso cotidiano tem o intuito de facilitar o uso de instrumentos de medidas pelo cidadão comum, entretanto há países que não adotaram tal unificação, o que apesar de não impossibilitar as interações comerciais entre tais países, demanda uma atenção a essa peculiaridade. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A)  F - V - F - V.B)  V - F - F - F.C)  F - F - V - V.D)  V - V - F - V.
F - V - F - V.
6A dilação e a contração dos corpos é um tema de atenção da engenharias, tanto daquelas que planejam peças automotivas ou mecânicas, como daquelas que desenvolvem técnicas e materiais para a construção civil. Devido à amplitude térmica a que esses equipamentos são submetidos, é muito comum que eles "trabalhem" em um intervalo periódico. Sobre os conceitos termodinâmicos relacionados à dilatação e a contração dos corpos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) Estruturas de concreto, projetadas para o transporte alçado de carros e pessoas, comumente apresentam conexões espaçadas, com o intuito de absorver alterações frequentes em suas dimensões. ( ) A rigidez de uma construção civil é símbolo de sua capacidade de resistir às alterações climáticas diárias; dessa forma, os projetistas pensam em construções capazes de absorver todo o calor e conduzi-lo, através de sua superfície, até o solo, criando assim um exemplo mastodôntico e contundente de aplicação da lei zero da termodinâmica. ( ) Uma forma muito eficiente de contornar o problema da criação de espaços adicionais, entre conexões em pontes ou discos de engrenagens, para a comportar a dilatação ou a compressão dos materiais é através de dispositivos que resfriam essas superfícies o tempo todo, mantendo-as sempre à mesma temperatura. ( ) Peças automotivas como discos de freio ou engrenagens normalmente são projetadas com furos cuidadosamente planejados, que comportam as dilatações e as compressões sem alterar significativamente o seu desempenho técnicos. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A)  V - F - F - V.B)  V - V - F - V.C)  F - V - F - V.D)  F - F - V - F.
V - F - F - V.
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A dilatação térmica é um fenômeno que ocorre com materiais quando estão submetidos à variação de temperatura, que resulta em uma alteração do seu volume, devido à variação da agitação de suas moléculas.
De acordo com a prática realizada no laboratório virtual, denominada “Dilatômetro”, quais são as variáveis que influenciam na dilatação?
A)  
Material, temperatura e comprimento do corpo.
B)  
Os corpos devem ser apenas metálicos.
C)  
Comprimento e densidade do corpo.
D)  
Temperatura e massa do corpo.
Material, temperatura e comprimento do corpo.
8Considere uma barra de metal submetida a uma dada variação de temperatura de 15 K, de modo que ao fim do processo, o comprimento final da barra é 12% maior que aquele inicial L_0. A teoria termodinâmica dá suporte à dilatação ou àcontração térmica dos corpos após calcular o coeficiente de dilatação linear. Sobre a teoria termodinâmica, que dá suporte ao estudo da dilatação e contração dos corpos, analise as sentenças a seguir: I- Trata-se de uma barra metálica que sofre um processo de dilatação térmica. II- Trata-se de uma barra metálica que sofre um processo de contração térmica. III- O coeficiente de expansão linear do problema proposto é 0.075 K^(-1). IV- O coeficiente de expansão linear do problema proposto é 0.80 K^(-1). Assinale a alternativa CORRETA:
A)  As sentenças I e II estão corretas.B)  As sentenças I e III estão corretas.C)  As sentenças III e IV estão corretas.D)  As sentenças II e IV estão corretas.
As sentenças I e III estão corretas.
9A termodinâmica é o termo da física que lida com as alterações de temperatura dos corpos e suas consequências energéticas. Sobre os conceitos de temperatura e calor, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) A temperatura é a medida da energia cinética média das moléculas em um gás. ( ) O calor é um fluido que se transfere de um corpo para outro, sempre que há uma diferença de temperatura entre ambos. ( ) A lei zero da termodinâmica trata do equilíbrio térmico entre corpos e da transferência de energia térmica em forma de calor dos corpos a temperaturas mais altas para aqueles a temperaturas mais baixas. ( ) Termômetros são equipamentos de medição de temperatura cujas escalas dependem em marcos termodinâmicos com o intuito de eximir a medida dos efeitos subjetivos da observação sensorial humana. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A)  V - V - F - V.B)  F - V - F - V.C)  V - F - V - V.D)  F - F - V - F.
V - F - V - V.
10As escalas termométricas são os instrumentos com os quais somos capazes de realizar medições sobre a temperatura dos corpos. Elas têm uma importância contundente no desenvolvimento da termodinâmica, pois estabelecem as bases sobre as quais toda a teoria foi, posteriormente, construída. Sobre a termometria, analise as sentenças a seguir: I- Quando consideramos a relação das temperaturas nas escalas Kelvin e Celsius, percebemos que estas apresentam uma razão constante de cinco nonos, deslocadas entre si em 273.15 pontos de graduação. II- Quando consideramos a relação das temperaturas nas escalas Kelvin e Fahrenheit, percebemos que estas apresentam uma razão constante de cinco nonos, deslocadas entre si em 255.37 pontos de graduação. III- Quando consideramos a relação das temperaturas nas escalas Kelvin e Celsius, percebemos que a segunda contém o conceito de zero absoluto, a temperatura T_C=0° C, abaixo da qual nenhum valor pode ser, alcançado, por motivos teóricos. IV- Quando consideramos a relação das temperaturas nas escalas Fahrenheit e Celsius, percebemos que estas apresentam uma razão constante de nove quintos, deslocadas entre si em 32 pontos de graduação. Assinale a alternativa CORRETA:
A)  As sentenças I e IV estão corretas.B)  As sentenças II e IV estão corretas.C)  As sentenças II e III estão corretas.D)  As sentenças I e III estão corretas.
As sentenças II e IV estão corretas.