Avaliação Final (Objetiva) - Individual 5

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GABARITO | Avaliação Final (Objetiva) - Individual (Cod.:769106)
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Prova 54009211
Qtd. de Questões 12
Acertos/Erros 8/4
Nota 8,00
Imagine que desejamos homenagear Nicolas Léonard Sadi Carnot (1796-1832), famoso cientista francês 
que contribuiu para o entendimento da termodinâmica, com seus estudos sobre máquinas térmicas e que podemos 
então estabelecer aqui uma escala termométrica que leve o nome do pesquisador. Supondo que nessa nova escala 
a água funde a 25 °Car e evapora a 170 °Car, estabeleça uma relação entre a escala Carnot (°Car) e as escalas 
Celsius (°C) e Kelvin (K). Sobre o exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) T_Car=(145/100) T_C+25.
( ) T_Car=(100/145) T_C+25.
( ) T_Car=(100/145)(T_K+248,15).
( ) T_Car=(145/100)(T_K-248,15).
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A V - F - F - V.
B F - V - F - V.
C V - F - V - F.
D F - V - V - F.
Suponha 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 310 J/s, que será revestida por uma camada cerâmica de área 1.3 m^2. Sabendo que a diferença 
de temperatura entre o interior e o exterior do tubo pode atingir no máximo 90 K e que a condutividade térmica 
do material cerâmico que o reveste é de 0.042 W/mK, analise as sentenças a seguir:
I- A espessura da camada cerâmica deverá ter 1.6 cm.
II- Após um minuto de uso, a quantidade de calor cedida ao ambiente será de 1860 J.
III- Quanto maior o valor da condutividade térmica do revestimento, menor será o isolamento térmico do material 
revestido.
IV- A potência térmica cedida pela peça ao ambiente será de 310 W.
Assinale a alternativa CORRETA:
A As sentenças II e IV estão corretas.
B As sentenças I e II estão corretas.
C As sentenças I, III e IV estão corretas.
D As sentenças II e III estão corretas.
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Para utilizarmos algum instrumento para efetuar qualquer tipo de medida, é necessário que este instrumento esteja 
calibrado, ou seja, que ele apresente sempre os mesmos valores sob as mesmas condições.
Para o cálculo da medida da temperatura, o que utilizamos?
A Amperímetro.
B Termômetro.
C Paquímetro.
D Calibrador.
Suponha 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 dos gases ideais um mol de um gás, a 22,4 K e a uma atmosfera de pressão, ocupa
273.15 l de volume.
B De acordo com a lei dos gases ideais um mol de um gás, a 173.15 K e a uma atmosfera de pressão, ocupa
22.4 l de volume.
C De acordo com a lei dos gases ideais um mol de um gás, a 273.15 K e a duas atmosfera de pressão, ocupa
22.4 l de volume.
D De acordo com a lei dos gases ideais um mol de um gás, a 273.15 K e a uma atmosfera de pressão, ocupa
22.4 l de volume.
Os 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(γ)=T0 V0(γ) se mantém sempre.
( ) Para a expansão adiabática, a relação matemática V T (γ-1)=V0 T0(γ-1) se mantém sempre.
( ) Para a expansão adiabática, a relação matemática T V(γ-1)=T0V0(γ-1) se mantém sempre.
( ) Para a expansão adiabática, a relação matemática T/V(1-γ)=T0/V0(1-γ) se mantém sempre.
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Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A F - F - V - F.
B F - F - V - V.
C V - F - F - F.
D F - V - V - F.
O fenômeno de propagação de calor é fundamental para a descrição da temperatura dos corpos, é através 
dele que entendemos como é alterada a energia cinética média dos corpos, devido a uma fonte de calor e como 
essa se associa à temperatura. Sobre a fenomenologia que suporta a teoria do calor e da temperatura, assinale a 
alternativa CORRETA:
A
A convecção que ocorre em um fluido é a transferência de matéria, à determinada temperatura, devido às
diferenças e densidade do sistema, normalmente criadas por uma fonte de calor. Esse processo de
transferência cria uma corrente convectiva de matéria, como em uma panela com água fervendo.
B
A condução é um processo de propagação de calor que ocorre principalmente no fluido. Nele, pequenos
pacotes de matéria chocam-se com outros pacotes, em diferentes regiões do fluido, tomando suas posições
por meio de transferência de momento, esse processo se propaga por toda a rede cristalina, movendo sítios
subsequentes.
C
A convecção que ocorre em um fluido é a transferência de energia, a partir do sucessivo choque entre as
moléculas que compõem o sistema. Esse processo de transferência cria uma corrente convectiva de matéria,
como em uma panela com água fervendo.
D
A condução é um processo de propagação de calor que ocorre principalmente nos sólidos, nele cada sítio que
compõe a estrutura molecular do material emite energia térmica sob a forma de radiação eletromagnética, que
se propaga por toda a rede cristalina, agitando sítios subsequentes.
Uma equipe de cientistas franceses obteve imagens em infravermelho da saída de rolhas e o consequente escape 
de dióxido de carbono em garrafas de champanhe que haviam sido mantidas por 24 horas a diferentes 
temperaturas. As figuras 1 e 2 mostram duas sequências de fotografias tiradas a intervalos de tempo iguais, 
usando garrafas idênticas e sob duas condições de temperatura. As figuras em anexo mostram as diferenças ao 
abrir um champanhe a 18 °C e a 4 °C. Podemos observar que o volume de CO{2} presente na nuvem gasosa é 
muito maior à 18°C. 
Com base na lei em que esse experimento comprova, assinale a alternativa CORRETA:
A A pressão de uma quantidade fixa de um gás em temperatura constante é diretamente proporcional à
quantidade de matéria.
B O volume ocupado por uma amostra de gás sob pressão e temperaturas constantes é diretamente
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proporcional ao número de moléculas presentes.
C Ao aumentar a temperatura de um gás, a velocidade de suas moléculas permanece constante.
D A pressão de uma quantidade fixa de um gás em um recipiente de volume constante é diretamente
proporcional à temperatura.
A 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 isobárico, a pressão do sistema não é alterada durante o procedimento. Sobre 
os processos termodinâmicos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) Em um processo isobárico de expansão, um gás emite calor, migrando de uma isoterma menor para outra 
maior, o que causa uma variação positiva da energia interna do sistema, devido ao trabalho positivo realizado 
pelo o gás.
( ) Em um processo isobárico de expansão, um gás absorve calor, migrando de uma isoterma menor para outra 
maior, o que causa uma variação positiva da energia interna do sistema, devido ao trabalho positivo realizado 
pelo o gás.
( ) Em um processo isobárico de compressão, um gás absorve calor, migrando de uma isoterma maior para outra 
menor, o que causa uma variação negativa da energia interna do sistema, devido ao trabalho negativo realizado 
sobre o gás.
( ) Em um processo isobárico de compressão, um gás emite calor, migrando de uma isoterma maior para outra 
menor, o que causa uma variação negativa daenergia interna do sistema, devido ao trabalho negativo realizado 
sobre o gás.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A V - V - F - V.
B F - F - V - F.
C V - F - V - F.
D F - V - F - V.
O 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 capacidade térmica a pressão constante mede a quantidade de calor absorvida ou emitida, por mol, para 
alterar em uma unidade a temperatura de um gás.
II- A capacidade térmica a pressão constante mede a quantidade de calor absorvida ou emitida, por unidade de 
massa, para alterar em uma unidade a temperatura de um gás.
III- O calor específico à pressão constante é sempre maior que o calor específico a volume constante.
IV- Em um gás mantido a pressão constante, o calor absorvido será completamente convertido em trabalho.
Assinale a alternativa CORRETA:
A As sentenças II e IV estão corretas.
B As sentenças I e III estão corretas.
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C As sentenças III e IV estão corretas.
D As sentenças I e II estão corretas.
Muitas escalas termométricas foram desenvolvidas ao longo dos últimos séculos. Atualmente, as mais utilizadas 
são Fahrenheit, Celsius e Kelvin.
A respeito da escala de temperatura Fahrenheit, assinale a alternativa CORRETA:
A
Uma das primeiras escalas termométricas a ser bastante difundida. Para determinar o zero nessa escala, foi
utilizada uma mistura de água, gelo e cloreto de amônio e, seu segundo ponto de calibração era baseado na
temperatura do corpo humano sadio.
B Foi com base no conceito do zero absoluto que esta escala foi criada, ela tem como ponto zero a temperatura
-273,15 °C.
C Foi apresentada em 1742 por um astrônomo sueco, essa escala tem uma divisão centesimal que facilita a
leitura.
D Considerada a escala padrão no mundo, foi originalmente denominada de escala centígrada. Seu ponto zero é
baseado no ponto de fusão do gelo, seu outro ponto de calibração é a temperatura de ebulição da água.
As experiências básicas para determinação do equivalente mecânico da caloria foram realizadas por Joule, com 
um aparato conforme esquematizado na figura a seguir. Em um calorímetro (recipiente de paredes adiabáticas) 
cheio de água é inserido um conjunto de paletas presas a um eixo. Esse eixo é colocado em rotação pela queda de 
um par de pesos (massa M), por meio de um sistema de polias. O atrito das paletas em rotação aquece a água no 
interior do calorímetro, enquanto os pesos descem com velocidade constante até atingir o solo. A variação de 
temperatura da água é medida por um termômetro. 
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Considerando os processos de transferência de energia que ocorrem no sistema e desprezando as perdas pelo 
atrito das cordas com as polias, das massas com o ar e por irradiação pelas paredes do recipiente, assinale a 
alternativa CORRETA que apresenta, respectivamente, o comportamento das energias potencial, cinética e 
térmica no sistema, em função do tempo:
FONTE DA IMAGEM: H.M. NUSSENZVEIG. Curso de Física Básica 2, 3. ed., Edgard Blücher, 1981, p.174 
(adaptado).
A
B
C
D
Os diagramas de pressão-volume são utilizados para descrever processos termodinâmicos de máquinas, 
permitindo calcular o trabalho realizado por um sistema, ou sobre ele. Na Figura I, a seguir, está representado um 
cilindro com um pistão contendo um gás ideal isolado termicamente do ambiente. Esse pistão, de peso 
desprezível e sem atrito com o cilindro, pressiona o gás com a soma da pressão de uma força externa F e da 
pressão atmosférica Patm. A Figura I apresenta, também, a transição quase-estacionária do estado inicial (Pi,Vi ) 
até o estado final (Pf,Vf) , no qual a força F é nula.
A partir do estado inicial, existem formas diferentes de atingir-se o estado final. Por exemplo, se a força F for 
anulada instantaneamente, o gás irá expandir livremente em um processo irreversível, até atingir Vf, como 
mostrado na Figura II(a). Para atingir o mesmo volume final, a força F pode também ser reduzida 
instantaneamente em duas etapas: pela metade e, após o equilíbrio termodinâmico, reduzida a zero, com o 
resultado apresentado no diagrama da Figura II(b).
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Com base nos processos apresentados, analise as afirmativas a seguir:
I- O trabalho realizado em uma rápida compressão do gás de (Vf, Pf) a (Vi, Pi) será maior que o trabalho do 
processo quase-estacionário.
II- O trabalho realizado pelo sistema durante a expansão livre é o limiar máximo de trabalho que se pode obter.
III- As mudanças de estado nas expansões livres são irreversíveis, ao contrário das mudanças quase-estacionárias.
IV- O trabalho realizado sobre o sistema em um processo quase-estacionário é o mínimo necessário para se 
atingir a mudança de estado de (Vf, Pf) a (Vi, Pi).
Assinale a alternativa CORRETA:
A As afirmativas I, III e IV estão corretas.
B As afirmativas II, III e IV estão corretas.
C Somente a afirmativa II está correta.
D As afirmativas I, II e IV estão corretas.
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