Exercicios - AOL 2 - Fenômenos Termoquímicos

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Módulo A - 164110 . 7 - Fenômenos Termoquímicos - D.20232.A 
 
Conteúdo do exercício 
1. Pergunta 1 
Os sistemas fechados também podem interagir com suas vizinhanças por meio de um 
processo de transferência de energia através de calor. Assim, por exemplo, quando um 
gás em um recipiente rígido interage com uma placa quente, a energia do gás aumenta, 
mesmo que nenhum trabalho seja realizado. 
Considerando as informações sobre as características de transferência de calor e 
trabalho, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para 
a(s) falsa(s). 
I. ( ) A transferência de calor é considerada positiva quando é direcionada para o 
sistema. 
II. ( ) A convenção de sinais para a transferência de calor é a mesma da adotada para o 
trabalho. 
III. ( ) A transferência de calor é considerada negativa quando parte do sistema. 
IV. ( ) A quantidade de calor transferida é uma propriedade do sistema e depende dos 
estados inicial e final. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
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1. 
F, F, V, V. 
2. 
Correta: V, F, V, F. 
Resposta correta 
3. 
F, V, F, V. 
4. 
F, V, V, F. 
5. 
V, F, F, V. 
2. Pergunta 2 
Trabalho e calor são elementos fundamentais na termodinâmica. O processo de troca e 
a transformação de energia são fenômenos que acontecem frequentemente na 
natureza. Podemos citar como exemplo um simples esfregar as mãos, no qual podemos 
perceber o aumento da temperatura delas. Nessa situação, temos uma transformação 
da energia mecânica em calor. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre a termodinâmica e sua 
abordagem sobre trabalho e calor, analise as afirmativas a seguir: 
I. A termodinâmica estuda a relação entre o calor e o trabalho, ou seja, estuda os 
métodos para a transformação e energia térmica em energia de movimento. 
II. A termodinâmica foi impulsionada pela necessidade de substituir os homens e 
animais de atividades. 
III. Na termodinâmica, o trabalho tem uma função essencial, pois ele pode ser 
considerado o objetivo final quando é idealizada uma máquina térmica. 
IV. Podemos dizer que um sistema possui calor e, desse modo, produz o trabalho que 
vai gerar o movimento das máquinas. 
Está correto apenas o que se afirma em 
Ocultar opções de resposta 
1. 
I, II e IV. 
2. 
I e II. 
3. 
I e III. 
4. 
III e IV. 
5. 
Correta: I, II e III. 
Resposta correta 
3. Pergunta 3 
Um pesquisador está realizando uma leitura da temperatura de um experimento e 
obteve, a partir da utilização de um termômetro em graus Celsius, o valor de 75 °C. 
Porém, para a aplicação no experimento, o valor da temperatura deve estar em graus 
Fahrenheit. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os princípios da 
termodinâmica, pode-se afirmar que o valor da conversão para graus Fahrenheit é de: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
T = 100 ºF. 
2. 
T = 105 ºF. 
3. 
T = 125 ºF 
4. 
Correta: T = 167 ºF. 
Resposta correta 
5. 
T = 75 ºF. 
4. Pergunta 4 
Leia o excerto a seguir: 
“As formas de energia que constituem a energia total de um sistema podem estar 
contidas ou armazenadas em um sistema e, portanto, podem ser vistas como formas 
estáticas de energia. Os tipos de energia não armazenados em um sistema podem ser 
visualizados como formas dinâmicas de energia ou como interações de energia. As 
formas dinâmicas de energia são identificadas na fronteira do sistema à medida que a 
atravessam e representam a energia ganha ou perdida por um sistema durante um 
processo.” 
Fonte: ÇENGEL, Y. A., BOLES, M. Termodinâmica. 7. ed. Porto Alegre: AMGH, 2013, p. 
53. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre as interações de energia 
em sistemas termodinâmicos, pode-se afirmar que: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
a energia pode cruzar as fronteiras de um sistema fechado por interações 
como energia potencial e energia mecânica. 
2. 
a transferência de calor é uma interação de energia que somente pode ser 
visualizada em sistemas abertos. 
3. 
Correta: as transferências de calor e trabalho são as duas únicas formas de 
interação de energia associadas a um sistema fechado. 
Resposta correta 
4. 
as energias cinética e elétrica são duas formas de interação de energia 
associadas a um sistema fechado. 
5. 
o trabalho não constitui uma forma de interação de energia em um sistema 
fechado, somente em sistemas isolados. 
5. Pergunta 5 
A Segunda Lei da Termodinâmica tem como uma de suas premissas a impossibilidade 
de uma máquina produzir apenas o calor a partir de seus ciclos. Podemos então 
afirmar que nenhuma máquina térmica consegue render 100% de eficiência, uma vez 
que parte dessa energia é dissipada no ambiente. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os princípios da 
termodinâmica, podemos dizer que uma característica da Segunda Lei da 
Termodinâmica é: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
entalpia. 
2. 
expansão. 
3. 
compressão. 
4. 
Correta: irreversibilidade. 
Resposta correta 
5. 
dilatação. 
6. Pergunta 6 
Leia o texto abaixo: 
“Em experimentos clássicos conduzidos no início do século XIX, Joule estudou 
processos através dos quais um sistema fechado passa de um estado de equilíbrio a 
outro. Em particular, ele considerou processos que envolvem interações de trabalho, 
mas não interações de calor, entre o sistema e sua vizinhança. Dessa forma, o valor do 
trabalho líquido realizado por ou sobre um sistema fechado que passa por um 
processo adiabático entre dois estados dados depende somente dos estados inicial e 
final, e não dos detalhes do processo adiabático.” 
Fonte: MORAN, M. J. et al. Princípios de termodinâmica para engenharia. 8. ed. Rio de 
Janeiro: LTC, 2018, p. 47. 
Considerando essas informações e os critérios desenvolvidos a partir dos aspectos de 
variação de energia entre dois estados, analise as afirmativas a seguir: 
I. Se 5 kJ de calor forem transferidos para uma batata assando em um forno fechado, 
haverá aumento de energia da batata maior que 5 kJ. 
II. Se 15 kJ de calor são transferidos para a água em aquecimento e 3 kJ forem perdidos 
para o ambiente, o aumento de energia da água será maior que 15 kJ. 
III. Em uma sala isolada aquecida por um aquecedor elétrico, a energia do sistema 
tende a aumentar como resultado do trabalho elétrico realizado. 
IV. Se 12 kJ de calor é transferido para um sistema durante um processo adiabático e 6 
kJ de trabalho é realizado sobre ele, sua energia total aumenta. 
Está correto apenas o que se afirma em 
Ocultar opções de resposta 
1. 
I e II. 
2. 
Correta: III e IV. 
Resposta correta 
3. 
II e III. 
4. 
II e IV. 
5. 
I e IV. 
7. Pergunta 7 
Leia o trecho a seguir: 
“Um motor só poderá realizar trabalho se receber uma quantidade de energia de outro 
sistema. No caso, a energia armazenada no combustível é, em parte, liberada durante a 
combustão para que o aparelho possa funcionar. Quando o motor funciona, parte da 
energia convertida ou transformada na combustão não pode ser utilizada para 
realização de trabalho, isso significa dizer que há vazamento da energia em outra 
forma.” 
Fonte: CARVALHO, A. X. Z. Física Térmica. Belo Horizonte: Pax, 2009. (adaptado). 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre termodinâmica e 
transformação de energia, podemos dizer que: 
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1. 
a liberação de calor dentro do motor é uma situação impossível. 
2. 
a transformação de energia térmica em cinética é uma situação impossível. 
3. 
a utilização de energia potencial do combustível pode ser uma situação 
incontrolável, caso ocorra. 
4. 
a realização de trabalho pelo motor pode ser uma situação incontrolável, caso 
ocorra. 
5. 
Correta: a conversão integral de calor em trabalho é uma situação impossível. 
Resposta correta 
8. Pergunta 8 
Muitos sistemas de engenharia são projetados para transportar fluidos de um lugar a 
outro a uma vazão, velocidadee diferença de altura especificadas, e o sistema pode 
produzir trabalho mecânico em uma turbina ou pode consumir trabalho mecânico em 
uma bomba ou ventilador durante o processo. Esses sistemas não envolvem conversão 
da energia nuclear, química ou térmica em energia mecânica. 
Considerando essas informações e os conceitos estudados sobre conversão energética 
em um sistema termodinâmico, pode-se afirmar que: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
as energias cinética e potencial independem do estado do corpo, sendo 
propriedades intensivas do sistema como um todo. 
2. 
os sistemas que operam a temperatura constante podem ser analisados mais 
convenientemente desconsiderando os efeitos de atrito. 
3. 
Correta: a energia mecânica é a forma de energia que pode ser convertida 
diretamente em trabalho mecânico por um dispositivo ideal. 
Resposta correta 
4. 
a energia interna associada às ligações atômicas de uma molécula é chamada 
frequentemente de energia nuclear. 
5. 
as formas sensíveis e latentes de energia interna são definidas como a 
temperatura, sendo esta uma forma de energia térmica. 
9. Pergunta 9 
Leia o texto abaixo: 
“Os processos são algumas vezes modelados como um tipo idealizado chamado de 
processo em quase equilíbrio (ou quase estático). Um processo em quase equilíbrio é 
aquele em que o afastamento do equilíbrio termodinâmico é, no máximo, infinitesimal. 
Todos os estados por onde o sistema passa, em um processo de quase equilíbrio, 
podem ser considerados estados de equilíbrio. Como os efeitos de não equilíbrio estão 
inevitavelmente presentes durante os processos reais, os sistemas de interesse para a 
engenharia podem, na melhor das hipóteses, se aproximar de um processo em quase 
equilíbrio, mas nunca realizá-lo.” 
Fonte: MORAN, M. J. et al. Princípios de termodinâmica para engenharia. 8. ed. Rio de 
Janeiro: LTC, 2018, p. 38. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre o trabalho em processos 
termodinâmicos quase estáticos, analise os termos disponíveis a seguir e os associe a 
suas respectivas características: 
1) Trabalho elétrico. 
2) Trabalho de eixo. 
3) Trabalho de polarização elétrica. 
4) Trabalho contra uma mola. 
( ) Forma mecânica de transmissão de energia, capaz de produzir rotações em um 
motor de automóvel. 
( ) Forma mecânica de trabalho, capaz de alongar um corpo elástico sob aplicação de 
uma força. 
( ) Forma não mecânica de transmissão de energia, em que a densidade de carga 
depende das forças eletromotrizes. 
( ) Forma não mecânica de trabalho, no qual a força generalizada é a intensidade do 
campo elétrico. 
Agora, assinale a alternativa correta: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
4, 3, 2, 1. 
2. 
1, 2, 3, 4. 
3. 
2, 1, 4, 3. 
4. 
3, 4, 1, 2. 
5. 
Correta: 2, 4, 1, 3. 
Resposta correta 
10. Pergunta 10 
Em uma experiência, foi transferido calor para um sistema num total de 250 calorias. 
Verificou-se que o sistema se expande e realiza um trabalho de 180 joules, havendo um 
aumento de sua energia interna. Considere que 1 cal é igual a 4,18 joules. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os princípios da 
termodinâmica, podemos determinar que a quantidade de energia transferida ao 
sistema e a variação de sua energia interna são, respectivamente: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
Q = 1,145 J e ∆U= 9,65 J. 
2. 
Q = 10,45 J e ∆U= 8,65 J. 
3. 
Q = 1145 J e ∆U= 965 J. 
4. 
Q = 11,45 J e ∆U= 96,5 J. 
5. 
Correta: Q = 1045 J e ∆U= 865 J. 
Resposta correta