Teste de conhecimentos - TERMODINÂMICA APLICADA

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Aluno: Matr.: 
Disc.: TERMODINÂMICA APLI 2023.1 FLEX (G) / EX 
 
Prezado (a) Aluno(a), 
 
Você fará agora seu TESTE DE CONHECIMENTO! Lembre-se que este exercício é opcional, 
mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo será composto de questões de múltipla 
escolha. 
Após responde cada questão, você terá acesso ao gabarito comentado e/ou à explicação da 
mesma. Aproveite para se familiarizar com este modelo de questões que será usado na sua AV 
e AVS. 
 
 
 
 
03528TERMODINÂMICA DE SOLUÇÕES 
 
1. 
 
 
 (CESGRANRIO - Petrobras - 2006 - Adaptado) Nem sempre é possível medir as propriedades 
termodinâmicas para todas as composições e temperaturas de interesse de um sistema. Modelos 
podem ser muito úteis para a compreensão do comportamento das soluções, do ponto de vista físico-
químico. O enfoque usualmente empregado para a previsão das propriedades termodinâmicas das 
soluções consiste em modelar a variação da propriedade associada ao processo de mistura. De 
forma geral, os modelos mais comuns são focados em obter descrições da energia livre de Gibbs 
das fases, soluções ou misturas. A equação de Clausius-Clapeyron é comumente utilizada para 
avaliar a relação entre pressão de vapor de um fluido e sua temperatura: 
 
Nessa situação, julgue os itens a seguir. 
I. O vapor é considerado um gás ideal. 
II. A entalpia de vaporização é considerada como independente da temperatura. 
III. A variação de volume é aproximada pelo volume total da fase vapor. 
IV. A dependência entre a pressão de vapor e a pressão externa é desprezada. 
V. A relação é válida para condições próximas ao ponto crítico. 
 
Assinale a opção correta. 
 
 
Apenas I, II, III, IV e V estão corretos. 
 
 
Apenas II, III, IV e V estão corretos. 
 
Apenas I, II, IV e V estão corretos. 
 
 
Apenas I, II, III, e V estão corretos. 
 
Apenas I, II, III, e IV estão corretos. 
Data Resp.: 13/04/2023 22:41:36
 
Explicação: 
A opção correta é: Apenas I, II, III, e IV estão corretos. 
Todas as afirmativas estão verdadeiras, com exceção da V: a equação deve se aplicar ao 
longo da linha de equilíbrio, não havendo a restrição de estar próximo ao último ponto de 
equilíbrio líquido vapor, ou seja, o ponto crítico. 
 
 
 
 
2. 
 
 
(CESGRANRIO - Petrobras - 2010 - Adaptado) Nem sempre é possível medir as propriedades 
termodinâmicas para todas as composições e temperaturas de interesse de um sistema. Modelos 
podem ser muito úteis para a compreensão do comportamento das soluções, do ponto de vista físico-
químico. O enfoque usualmente empregado para a previsão das propriedades termodinâmicas das 
soluções consiste em modelar a variação da propriedade associada ao processo de mistura. De 
forma geral, os modelos mais comuns são focados em obter descrições da energia livre de Gibbs 
das fases, soluções ou misturas. A lei de Raoult descreve, de uma forma simples, o comportamento 
de sistemas em equilíbrio líquido-vapor. Sendo xi a fração molar do componente i na fase 
líquida; yi a fração molar do componente i na fase vapor; Psati�����, a pressão de 
vapor do componente i puro na temperatura do sistema e P a pressão total do sistema, 
a expressão matemática que descreve quantitativamente a lei de Raoult é dada por: 
 yiiPsati=xiP��������=��� 
 
 yiPsati=xi�������=�� 
 yiP=xiPsati���=������� 
 
 yiPsati=P�������=� 
 
 yi=xiP��=��� 
Data Resp.: 13/04/2023 22:42:03
 
Explicação: 
A opção correta é: 
yiP=xiPsati���=������� 
A lei de Raoult define uma mistura líquida ideal em que a fugacidade do componente i
 na fase líquida é igual a pressão parcial do componente i na fase vapor. 
 
 
 
 
 
03525SISTEMAS TERMODINÂMICOS 
 
3. 
 
Fonte: POTTER, M. C., SCOTT, E. P. Ciências Térmicas: termodinâmica, mecânica dos fluidos e 
transmissão de calor. Tradução Alexandre Araújo, et al; revisão técnica Sérgio Nascimento Bordalo. 
São Paulo: Thomson Learning, 2007, p.38.) 
 
 
Uma das ferramentas que ajuda a compreender sistemas termodinâmicos é o diagrama de fases. 
Existem diversos diagramas de fases, para os mais diversos estados físicos da matéria. 
O ponto de encontro das linhas de líquido saturado e de vapor saturado é chamado de: 
 
 
Ponto triplo. 
 
Ponto crítico. 
 
 
Ponto de líquido comprimido. 
 
 
Ponto de fluido supercrítico. 
 
Ponto de superaquecimento. 
Data Resp.: 13/04/2023 22:42:56
 
Explicação: 
Interpretação dos diagramas p-v. 
 
 
 
 
4. 
 
 
(Fonte: KROOS, K. A., POTTER, M. C. Termodinâmica para Engenheiros. Tradução da 1ª edição 
norte americana; revisão técnica Fernando Guimarães Aguiar. São Paulo: Cengage Learning, 2015, 
p. 29) 
 
As propriedades extensivas são de suma importância para a análise de um sistema, principalmente 
de cunho termodinâmico. 
Qual das seguintes grandezas físicas NÃO é uma propriedade extensiva? 
 
 
Energia cinética 
 
 
Massa 
 
Temperatura 
 
Peso 
 
 
Volume 
Data Resp.: 13/04/2023 22:39:09
 
Explicação: 
Dentre as grandezas físicas assinaladas são propriedades extensivas, dependentes da 
massa: massa, volume, peso e energia cinética. 
 
 
 
 
 
03526TRABALHO E CALOR 
 
5. 
 
 
(Ex 4.31FE, p. 121 - POTTER, M. C., SCOTT, E. P. Ciências Térmicas: termodinâmica, 
mecânica dos fluidos e transmissão de calor. Tradução Alexandre Araújo, et al; revisão técnica 
Sérgio Nascimento Bordalo. São Paulo: Thomson Learning, 2007) O termo ˙mΔh�˙∆ℎ na 
equação de volume de controle ˙Q−˙Wútil=˙mΔh�˙−�˙ú���=�˙∆ℎ, 
 
 
frequentemente é desprezado em aplicações de volume de controle. 
 
representa a taxa de variação de energia entre a saída e a entrada. 
 
 
leva em consideração a taxa de variação de energia em um volume de controle. 
 
inclui a taxa de trabalho de escoamento em virtude das forças de pressão. 
 
 
se aplica a sistemas adiabáticos e reversíveis 
Data Resp.: 13/04/2023 22:39:42
 
Explicação: 
Gabarito: inclui a taxa de trabalho de escoamento em virtude das forças de pressão. 
Justificativa: A formulação da 1ª lei da termodinâmica para o volume de controle leva em 
consideração o trabalho de escoamento pv��, que quando somado com a energia 
interna, faz surgir na equação de balanço de energia a entalpia h. 
Na operação em regime permanente não existem variações no tempo das propriedades, 
portanto a taxa de variação de energia no volume de controle é zero. 
 
 
 
 
6. 
 
 
(Petrobras / 2018) Um sistema termodinâmico está submetido a um ciclo composto por três 
processos. No primeiro, o sistema recebe 40kJ40�� de calor e executa um trabalho 
de 40kJ40��. No segundo processo, são cedidos 120kJ120�� de calor, porém a energia 
interna é constante. No terceiro processo, 20kJ20�� de calor são retirados do sistema. 
Com base nas informações do texto, é correto afirmar que, durante o ciclo, a variação total de 
energia interna é 
 
-15 kJ. 
 
 
+10 kJ. 
 
 
140 kJ. 
 
0 kJ. 
 
 
-100 kJ. 
Data Resp.: 13/04/2023 22:45:11
 
Explicação: 
Gabarito: 0 kJ. 
Justificativa: A integral cíclica de qualquer variável de estado é zero. Portanto, para o 
ciclo ΔU=0∆�=0. 
 
 
 
 
 
03527SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA 
 
7. 
 
 
(CESPE/UnB - Petrobras - 2018 - Adaptado) Do ponto de vista macroscópico, a segunda lei da 
termodinâmica pode ser entendida como uma lei de evolução no sentido de definir a seta do tempo. 
Ela define processos reversíveis que ocorrem em um universo em constante equilíbrio, e processos 
irreversíveis onde o universo evolui de maneira a "degradar-se". Considerando que uma bomba de 
calor necessita de 7 kW da rede para funcionar e aquecer 10 L de água a uma taxa de 0,5 °C/s e 
assumindo que o calor específico da água é 4200 J/kg.K, o coeficiente de performance dessa 
bomba é: 
 
 
4,5. 
 
4,0. 
 
 
2,0. 
 
3,0. 
 
 
3,5. 
Data Resp.: 13/04/2023 22:46:26
 
Explicação: 
 
 
 
 
8. 
 
(CESGRANRIO - Petrobras - 2010 - Adaptado) Do ponto de vista macroscópico, a segunda lei da 
termodinâmica pode ser entendida como uma leide evolução no sentido de definir a seta do tempo. 
Ela define processos reversíveis que ocorrem em um universo em constante equilíbrio, e processos 
irreversíveis onde o universo evolui de maneira a '"degradar-se" . O ciclo de Carnot representado 
no diagrama P-V abaixo é constituído de duas transformações isotérmicas e de duas 
transformações adiabáticas, alternadamente. 
Fonte: CESGRANRIO - Petrobras - Químico(a) de Petróleo Júnior, março de 2010. 
 
 
Analisando esse ciclo na figura, conclui-se que 
 
os calores trocados pelas fontes quente e fria são proporcionais às temperaturas das 
fontes quente e fria. 
 
 
a transferência de energia sob a forma de calor ocorre nos processos representados 
por BC e DA. 
 
o processo AB é uma compressão isotérmica. 
 
 
a temperatura da fonte quente é a que indica T1. 
 
 
o rendimento do ciclo é de 60%, se as temperaturas das fontes quente e fria 
são 327 °C e 27 °C, respectivamente. 
Data Resp.: 13/04/2023 22:46:34
 
Explicação: 
 
 
 
 
 
03529EQUILÍBRIO EM REAÇÕES QUÍMICAS 
 
9. 
 
A reação de produção do metanol (CH3OH) a partir do moxóxido de 
carbono e do hidrogênio é catalisada por ZnO/Cr2O3: 
Considere as seguintes asserções, a seguir. 
I. O aumento da concentração de CO(g) não afeta o equilíbrio da reação. 
 
II. O aumento da temperatura desfavorece a formação de CH3OH(g). 
III. A remoção de H2(g) desfavorece a formação de CH3OH(g). 
IV. A redução do volume reacional desfavorece a formação CH3OH(g). 
Estão corretas apenas as asserções: 
 
 
III e IV 
 
 
I, II e III 
 
 
I e II 
 
II e III 
 
 
II, III e IV 
Data Resp.: 13/04/2023 22:46:41
 
Explicação: 
Pelo princípio de Le Chatelier o sistema em equilíbrio responde de formar a minimizar o 
efeito de uma perturbação. 
O aumento da concentração de CO(g) desloca o equilíbrio para o lado do CH3OH(g). 
Como ∆H<0 a reação é exotérmica. O aumento da temperatura desloca o equilíbrio para o 
lado endotérmico, desfavorecendo a formação de CH3OH(g). 
A remoção de H2(g) desloca o equilíbrio para o lado dos reagentes, desfavorecendo a 
formação de CH3OH(g). 
Para manter o equilíbrio constante a compressão do sistema favorece a formação de 
CH3OH(g). 
 
 
 
 
10. 
 
 
Coloque os sais em ordem de solubilidade molar: 
 
 
 
FeS>BaCO3> PbF2> AgI>CaSO4 
 
 
FeS>PbF2> BaCO3> AgI>CaSO4 
 
CaSO4>AgI>PbF2>BaCO3>FeS 
 
CaSO4>PbF2>AgI>BaCO3>FeS 
 
 
CaSO4>BaCO3>PbF2>AgI>FeS 
Data Resp.: 13/04/2023 22:46:48
 
Explicação: 
Logo, segue a relação de solubilidade molar: 
 
 
 
 
 
 
 Não Respondida Não Gravada Gravada