Atividade 2(A2)

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Questão 1
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Texto da questão
Durante um processo termodinâmico, uma das variáveis pode ser mantida constante. Isto é, em um processo adiabático, o calor é constante. De maneira análoga, o processo isocórico, que também é conhecido como isovolumétrico, acontece em uma transformação a volume constante.
 
Com base no exposto, analise um processo isocórico com base na primeira lei da termodinâmica e assinale a alternativa correta.
a.
Q = -  ΔU
b.
ΔU = W
c.
Q = -  ΔU
 
 
d.
W = Q
e.
ΔU = Q
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Questão 2
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Texto da questão
As grandezas físicas são usadas para indicar como determinado corpo se comporta. Dessa forma, em termodinâmica, as grandezas como pressão, volume, temperatura e quantidade de uma substância servem para descrever o estado no qual o material se encontra. Por exemplo, o manômetro é usado para descrever a pressão em um gás.
 
Com base no exposto, no contexto das equações de estado, analise as afirmativas a seguir.
 
I. O volume de uma substância depende apenas da sua pressão.
II. O volume de uma substância depende da sua pressão, temperatura e quantidade de substância.
III. A relação entre pressão, volume, temperatura e número de mols é descrito por uma equação de estado.
IV. Uma equação de estado não relaciona a pressão com o volume.
 
Está correto o que se afirma em:
a.
I e II, apenas.
b.
II e III, apenas.
c.
II, III e IV, apenas.
d.
I, II e IV, apenas.
e.
I, II e III, apenas.
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Questão 3
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Texto da questão
A partir da equação da primeira lei da termodinâmica, ou seja, Q = ΔU + W, é possível tirar algumas conclusões. Por exemplo, caso uma das variáveis seja nula, algumas consequências podem ser previstas. Além disso, é possível compreender o que acontecerá em um sistema isolado.
 
Dessa maneira, com base nessa equação, analise e assinale a alternativa que representa o que acontecerá em um processo cíclico.
a.
ΔU = - W
b.
Q = Ufinal + W
c.
ΔU = W
d.
Q = W
e.
Q = Uinicial + W
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Questão 4
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Texto da questão
Leia o trecho a seguir:
“Considere um gás confinado num recipiente cilíndrico cuja base permita a troca de calor e cujo tampo possa se mover livremente. Sobre o tampo colocamos uma certa quantidade de areia. Partindo de uma determinada pressão, ajustada por meio da quantidade de areia sobre o tampo, podemos fazer com que o gás passe por um processo ao longo do qual a temperatura permaneça constante, monitorando a temperatura do gás por meio do termoscópio.”
 
OLIVEIRA, M. J. Termodinâmica. São Paulo: Livraria da Física, 2012. p. 1.
 
Assinale a alternativa correta que denomina o processo descrito no excerto.
a.
Processo de baixo rendimento.
b.
Processo quase estático.
c.
Processo de irreversibilidade.
d.
Processo cíclico de Carnot.
e.
Processo de alto rendimento.
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Questão 5
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Texto da questão
Leia o trecho a seguir:
“Um valor de W [trabalho] negativo, como o trabalho realizado durante a compressão de um gás, significa um trabalho realizado sobre o gás pelas suas vizinhanças e, portanto, corresponde a uma transferência de energia para dentro do sistema. Usaremos [no estudo da termodinâmica] consistentemente essas convenções [...].”
 
YOUNG, H. D. et al. Física II, Sears e Zemansky:Termodinâmica e Ondas. São Paulo: Pearson Education, 2015. p. 280-281.
 
Com base no exposto, no contexto dos processos termodinâmicos, assinale a alternativa que representa como será a relação entre o volume e o trabalho de um gás.
a.
Caso haja uma expansão no gás, o sinal do trabalho será nulo.
b.
Caso haja uma expansão no gás, o sinal do trabalho será positivo.
c.
Se não houver expansão e nem compressão, o sinal é sempre negativo.
d.
Se não houver expansão e nem compressão, o sinal é sempre positivo.
e.
Em uma compressão, nem sempre o sinal do trabalho será negativo.
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Questão 6
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Texto da questão
Leia o excerto abaixo:
“A primeira lei da termodinâmica, fundamental para entender tais processos, é uma extensão do princípio da conservação da energia. Ela amplia esse princípio para incluir trocas de energia tanto por transferência de calor quanto por realização de trabalho, e introduz o conceito de energia interna de um sistema. A conservação da energia desempenha um papel vital em todas as áreas das ciências físicas, e a utilidade da primeira lei da termodinâmica é bastante vasta”.
 
YOUNG, H. D. et al. Física II, Sears e Zemansky: Termodinâmica e Ondas. São Paulo: Pearson Education, 2015. p. 279.
 
Com base no que foi exposto, sintetize, qualitativamente, a primeira lei de termodinâmica.
a.
A primeira lei da termodinâmica estabelece o equilíbrio térmico, que é uma condição para dois corpos à mesma temperatura.
b.
A primeira lei da termodinâmica estabelece uma definição para a entropia, que é a desorganização das moléculas do sistema.
c.
A primeira lei da termodinâmica afirma que caso a pressão seja constante, o volume e a temperatura deverão variar.
d.
A primeira lei da termodinâmica é dada pela relação entre o calor e a soma do trabalho e da energia interna.
e.
A primeira lei da termodinâmica não depende da energia interna e, consequentemente, da temperatura do gás.
 
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Questão 7
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Texto da questão
A importância da lei zero da termodinâmica só foi reconhecida depois que as outras três leis da termodinâmica já haviam sido enunciadas. Além disso, essa lei é fundamental e é a base para as demais. Dessa maneira, a nomenclatura “lei zero” é mais adequada. Essa lei também estabelece as condições para o equilíbrio térmico.
 
Desta forma, assinale a alternativa correta que melhor representa essa lei.
a.
Dois sistemas termodinâmicos só estarão em equilíbrio térmico caso estiverem dentro de um recipiente adiabático.
b.
A entropia de um sistema termodinâmico representa a desorganização das moléculas de um determinado sistema.
c.
Dois sistemas termodinâmicos estão em equilíbrio térmico se e somente se possuírem a mesma temperatura.
d.
O calor em um sistema isolado é igual à soma da variação do trabalho e da variação da energia interna.
e.
Os equilíbrios térmicos em um sistema termodinâmico devem variar conforme a temperatura varia.
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Questão 8
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Texto da questão
Os processos cíclicos, em termodinâmica, costumam representar algumas máquinas térmicas. Além disso, a compreensão desse tipo de fenômeno físico foi um dos acontecimentos que possibilitaram o acontecimento das primeiras revoluções industriais. Dessa forma, compreendê-los é importante para prever o funcionamento de motores à combustão, por exemplo.
Com base no exposto e em relação ao Ciclo de Carnot, aponte como acontece esse processo termodinâmico.
a.
O ciclo de Carnot é composto por quatro etapas: expansão isotérmica, expansão adiabática, compressão isotérmica e compressão adiabática.
b.
O ciclo de Carnot é composto por três etapas: expansão isocórica, expansão adiabática e expansão isotérmica.
c.
O ciclo de Carnot é composto por quatro etapas: expansão isocórica, expansão adiabática, expansão isotérmica e compressão isocórica.
d.
O ciclo de Carnot é composto por quatro etapas: expansão isovolumétrica, compressão isovolumétrica, compressão adiabática e compressão isotérmica.
 
 
e.
O ciclo de Carnot é composto por quatro etapas: expansão isobárica, expansão isotérmica, compressão isovolumétrica e compressão adiabática.
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Questão 9
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Texto da questão
Os processos termodinâmicos são: isocórico (ou isovolumétrico), isobárico, isotérmico e adiabático. Alguns desses processos podem ser facilmente estudados a partir da análise direta da equaçãoda primeira lei da termodinâmica. Por exemplo, o processo adiabático. Além disso, tal equação pode ser escrita da seguinte maneira: Q = ΔU + W.
 
Dessa maneira, assinale a alternativa que descreve um processo adiabático.
a.
ΔU = - W
b.
Q = - W
c.
ΔU = W
d.
Q = ΔU
e.
- ΔU = - W
 
 
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Questão 10
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Texto da questão
Desde os níveis básicos de ensino, compreendemos o que são misturas homogêneas e heterogêneas. Além disso, também estudamos o que é solução, solvente e soluto. Em termodinâmica, também há uma nomenclatura para algumas substâncias. Tal nomenclatura é a de substância pura.
 
Assim, assinale a alternativa que corresponde à definição de substância pura.
a.
São aquelas que possuem apenas um átomo estável em todo o seu volume.
b.
São aquelas que possuem a mesma composição química em todo o seu volume.
c.
São aquelas que possuem a mesma temperatura em todo o seu volume.
 
 
d.
São aquelas que possuem apenas dois compostos químicos em todo o seu volume.
e.
São aquelas que possuem apenas gases ideais em todo o seu volume.