Prova N2(A5)

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Questão 1
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Texto da questão
A compreensão dos conceitos de “espontaneidade” é feita de maneira intuitiva. Ao compreender os dois enunciados da Segunda Lei da Termodinâmica, fica mais simples entender como acontecem tais processos espontâneos. Alguns processos podem ser reais e outros podem ser idealizações.
 
Com base no exposto, assinale a alternativa que representa um processo irreversível.
a.
Um processo irreversível acontece quando, num sistema termodinâmico, há influências das vizinhanças externas.
b.
Um processo irreversível acontece em um sistema no qual todas as partes não são capazes de retornar às condições iniciais.
c.
Um processo irreversível acontece quando um sistema termodinâmico não obedece a nenhum princípio de conservação.
d.
Um processo irreversível acontece apenas quando um sistema termodinâmico não troca calor com o meio.
e.
Um processo irreversível acontece quando, num sistema, todas as partes são capazes de retornar às condições iniciais.
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Questão 2
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Texto da questão
Os processos termodinâmicos dependem das variáveis de estado para acontecer. Isto é, para que tais mudanças ocorram, é preciso que a pressão, o calor, a temperatura ou o volume sejam constantes. Assim, caso uma dessas variáveis seja mantida constante, há um tipo de processo termodinâmico.
 
Assinale a alternativa que apresenta corretamente um processo termodinâmico e a variável que é mantida constante.
a.
Isobárico. A pressão é constante enquanto a temperatura e o volume variam.
b.
Adiabático. Nenhuma das variáveis de estado são constantes.
c.
Isocórico. A pressão varia enquanto a temperatura e o volume são constantes.
d.
Isovolumétrico. O volume e a pressão são constantes enquanto a temperatura varia.
e.
Isotérmico. A temperatura varia enquanto a pressão e o volume são constantes.
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Questão 3
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Texto da questão
Os gases podem ser distinguidos como ideais ou reais. Gases reais são aqueles que não são idealizados, ou seja, são os gases que, de fato, são observados na natureza ou em processos industriais. Entretanto, os gases ideais são idealizações que facilitam a compreensão e a resolução das contas.
 
Assinale a alternativa que melhor represente a definição de um gás ideal.
a.
Gás com densidade suficientemente baixa e comportamentos aleatórios.
b.
Gás com densidade suficientemente alta e comportamentos semelhantes.
c.
Gás com densidade e comportamento que não podem ser delimitados.
d.
Gás com densidade suficientemente baixa e comportamentos semelhantes.
e.
Gás com densidade suficientemente alta e comportamentos aleatórios.
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Questão 4
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Texto da questão
As duas interpretações da Segunda Lei da Termodinâmica dizem respeito à variação da entropia. Dessa maneira, as duas concepções explicam o mesmo conceito – contudo, com abordagens completamente distintas. Dessa forma, a Segunda Lei da Termodinâmica é enunciada de duas maneiras.
 
Assinale a alternativa que resume o enunciado de Kelvin-Planck para a Segunda Lei da Termodinâmica.
a.
Não pode haver uma máquina térmica que mande o calor da fonte fria para a fonte quente.
b.
Todas as máquinas térmicas são idealizadas, afinal nenhuma delas pode operar com um rendimento acima de 10%.
c.
A variação da energia interna de uma transformação termodinâmica deve ser igual à soma do trabalho com o calor trocado.
d.
Não pode haver uma máquina que, ao operar em um ciclo termodinâmico, converta toda a quantidade de calor recebida em trabalho.
e.
O calor não pode fluir de forma espontânea do corpo de menor temperatura para o corpo de maior temperatura.
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Questão 5
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Texto da questão
A termodinâmica clássica pode ser delimitada como a área na qual não há preocupação com os comportamentos das moléculas. O campo que se preocupa com as interações moleculares é a termodinâmica estatística. Contudo, ambas as áreas podem ser complementares.
 
Assinale a alternativa que indique qual é a melhor definição da termodinâmica clássica.
a.
É o campo da física que estuda apenas a temperatura.
b.
É o estudo das interações macroscópicas da matéria.
c.
É a área científica que delimita interações subatômicas.
d.
É o estudo das interações microscópicas da matéria.
e.
É o campo da física que estuda apenas as mudanças de estado.
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Questão 6
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Texto da questão
É possível estudar as relações de energia em diversos processos termodinâmicos. Isso pode ser feito em termos da quantidade de calor fornecida para o sistema. Assim, há uma convenção para o uso dos sinais durante a análise de um processo termodinâmico. Dessa forma, os sinais para o calor e para o trabalho podem ser positivos, negativos ou nulos.
 
A partir do apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
 
I. Caso o sistema receba calor, o sinal dessa grandeza será positivo.
Já que:
II. O trabalho terá sinal negativo quando ele for realizado pelo sistema.
 
A seguir, assinale a alternativa correta.
a.
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
b.
As asserções I e II são proposições falsas.
 
c.
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição falsa.
d.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
e.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
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Questão 7
Ainda não respondida
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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.
Q = Uinicial + W
b.
Q = W
c.
ΔU = - W
d.
ΔU = W
e.
Q = Ufinal + W
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Questão 8
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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.
Se não houver expansão e nem compressão, o sinal é sempre negativo.
b.
Se não houver expansão e nem compressão, o sinal é sempre positivo.
c.
Caso haja uma expansão no gás, o sinal do trabalho será positivo.
d.
Em uma compressão, nem sempre o sinal do trabalho será negativo.
e.
Caso haja uma expansão no gás, o trabalho será nulo.
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Questão 9
Ainda não respondida
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Texto da questão
Os processos de mudanças de estado em um sistema termodinâmico fechado obedecem ao princípio de conservação de energia. Isto é, em um recipiente adiabático, no qual não há trocas de calor com o meio externo, o sistema obedecerá ao princípio da conservação de energia. Além disso, dentro desse sistema, caso não haja troca de calor, haverá um comportamento específico.
 
Dessa forma, assinale a alternativa que representa o que acontecerá nesse caso.
a.
A energia interna deve diminuir, assim como o trabalho sobre o sistema é positivo.
b.
O aumento da energia deve ser nulo, pois ela está relacionada aocalor.
c.
O aumento do trabalho do sistema deverá ser igual à variação do calor sobre o gás.
 
d.
A energia interna, o trabalho e o calor devem ser nulos, caso não haja trocas de calor.
e.
O aumento da energia deve ser igual ao trabalho realizado sobre o sistema.
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Questão 10
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Texto da questão
O estudo da física ou da química é composto, muitas vezes, por idealizações. No caso específico do nosso conteúdo, a termodinâmica também usa de idealizações e simetrias para facilitar o entendimento de alguns fenômenos. Um exemplo disso é o conceito de gases ideais.
 
Com base no exposto, assinale a alternativa correta que resuma o que são gases ideais.
a.
Um gás em um regime de pressão suficientemente alta.
b.
Um gás em um regime de pressão suficientemente baixa.
c.
Um gás em um regime de densidades suficientemente altas.
d.
Um gás em um regime de densidades suficientemente baixas.
e.
Um gás em um regime limite de pressão próximo a zero.