TERMODINÂMICA APLICADA

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08/11/2023, 13:47 Estácio: Alunos
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Disc.: TERMODINÂMICA APLICADA   
Aluno(a): FELIPE FIUSA DE SOUZA 202103732623
Acertos: 1,8 de 2,0 04/10/2023
Acerto: 0,2  / 0,2
(Fonte: POTTER, M. C., SCOTT, E. P. Ciências Térmicas: termodinâmica, mecânica dos �uidos e transmissão de calor. Tradução
Alexandre Araújo, et al; revisão técnica Sérgio Nascimento Bordalo. São Paulo: Thomson Learning, 2007, p.21.)
 
A análise de sistemas termodinâmicos envolve a análise de diversas propriedades, inclusive, de propriedades intensivas.
Volume
Quantidade de movimento
 Densidade
Massa
Energia cinética
Respondido em 04/10/2023 18:11:29
Explicação:
 Questão1
a
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Acerto: 0,2  / 0,2
(Petrobras / 2018) Um gás é contido em um cilindro provido de êmbolo sobre o qual são colocados três pesos, gerando uma
pressão inicial de 300 kPa para um volume de . Considere que calor é trocado com o gás, de forma que a relação 
seja constante, sendo p a pressão, e V o volume do gás. Assim, o trabalho realizado pelo sistema para que o volume �nal alcance
 será, em kJ, de:
12,5
15,0
10,0
17,5
 7,5
Respondido em 04/10/2023 18:14:35
Explicação:
Gabarito: 7,5
Justi�cativa: processo politrópico
Processo politrópico com n = 2.
 
0, 05m3 pV 2
0, 1m3
pV 2 = constante
 Questão2
a
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Acerto: 0,2  / 0,2
(SEARH/RN - Engenheiro Químico - 2008 - Adaptado) Do ponto de vista macroscópico, a segunda lei da termodinâmica pode
ser entendida como uma lei de evolução no sentido de de�nir a seta do tempo. Ela de�ne processos reversíveis que ocorrem em
um universo em constante equilíbrio, e processos irreversíveis onde o universo evolui de maneira a ''degradar-se''. Assinale a
alternativa que apresenta corretamente a equação fundamental da termodinâmica, para a função energia interna (U) em
termos da entropia (S), volume (V), temperatura (T) e pressão (P):
 
 dU=TdS-PdV
dU=SdT-VdP
dU=TdS-VdP
dU=SdT-PdV
dU=SdT+VdP
Respondido em 04/10/2023 18:18:41
Explicação:
U=U(S,V)
Ao juntarmos em uma única equação a primeira e a segunda lei da termodinâmica, geramos a equação fundamental: dU=TdS-PdV
.
Acerto: 0,2  / 0,2
(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; , a pressão de vaporP
sat
i
 Questão3
a
 Questão4
a
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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:
 
Respondido em 04/10/2023 18:21:55
Explicação:
A opção correta é: 
A lei de Raoult de�ne 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.
Acerto: 0,2  / 0,2
(Fonte: Fundação CESGRANRIO - INEA, Secretaria de Meio Ambiente do Rio de Janeiro, Processo seletivo público, aplicado em
02/03/2008, para o cargo de Engenheiro Químico)
Quantos graus de liberdade apresenta o sistema composto por CaO(s), CO2(g) e CaCO3(s), a uma temperatura �xa, em que a
decomposição do carbonato de cálcio NÃO OCORRE?
CaCO3(s) ⇆ CaO(s) + CO2(g)
2
3
-1
 1
0
Respondido em 04/10/2023 18:25:23
yiiP
sat
i
= xiP
yiP
sat
i
= xi
yi = xiP
yiP
sat
i
= P
yiP = xiP sati
yiP = xiP
sat
i
 Questão5
a
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Explicação:
A opção correta é: 1
Como as espécies químicas não estão em equilíbrio, o número de componentes quimicamente independentes é C=3.
A temperatura foi �xada, o que representa uma restrição, R=1.
Em função da igual de composição a nível microscópico, temos 3 fases, P=3: CaO(s), 
CaCO3(s) e CO2(g).
F = C - P + 2 - R
F = 3 - 3 + 2 - 1 = 1
Acerto: 0,2  / 0,2
(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?
 Temperatura
Peso
Energia cinética
Volume
Massa
Respondido em 04/10/2023 18:16:32
Explicação:
Dentre as grandezas físicas assinaladas são propriedades extensivas, dependentes da massa: massa, volume, peso e energia cinética.
Acerto: 0,2  / 0,2
 Questão6
a
 Questão
7
a
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(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. Pag. 153.) A primeira lei aplicada ao escoamento em regime
permanente de água através de uma bomba isolada termicamente, desprezando-se as variações e perdas de energia cinética e
potencial, é representada por qual equação?
 
Respondido em 04/10/2023 18:28:30
Explicação:
Gabarito: 
 Justi�cativa: 1ª lei volume de controle.
1ª lei da termodinâmica aplica à bomba:
Conforme enunciado:
Logo:
Acerto: 0,2  / 0,2
(CESGRANRIO - Petrobras - 2010 - Adaptado) Do ponto de vista macroscópico, a segunda lei da termodinâmica pode ser
entendida como uma lei de evolução no sentido de de�nir a seta do tempo. Ela de�ne processos reversíveis que ocorrem em um
−Ẇ bomba = ṁ(h2 − h1)
Ẇ bomba = ṁ ∙ Δp ∙ v
Ẇ bomba = ṁ(h2 − h1)
Ẇ bomba = ṁ(u2 − u1)
Ẇ bomba = ṁ ∙
Δp
ρ
Ẇ bomba = ṁ(h2 − h1)
 Questão8
a
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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 �gura, conclui-se que
o rendimento do ciclo é de 60%, se as temperaturas das fontes quente e fria são      327 °C e 27 °C, respectivamente.
a transferência de energia sob a forma de calor ocorre nos processos representados por BC e DA.
a temperatura da fonte quente é a que indica T1.
o processo AB é uma compressão isotérmica.
 os calores trocados pelas fontes quente e fria são proporcionais às temperaturas das fontes quente e fria.
Respondido em 04/10/2023 18:24:24
Explicação:
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Acerto: 0,2  / 0,2
(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
propriedadestermodinâmicas 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. O grá�co abaixo representa a variação do fator de compressibilidade (Z) em função da pressão para um mesmo gás
em diversas temperaturas.
Fonte: Castelan, G. Fundamentos de Físico-Química ¿. Rio de Janeiro: LTC, 1986 (adaptado).
 
Analisando o grá�co, conclui-se que:
 a 200 K, o gás se comporta como ideal numa faixa maior de pressões do que em qualquer outra temperatura.
à medida que se aumenta a temperatura, as forças atrativas são intensi�cadas.
A 600 atm, o gás se afasta mais da idealidade a 1000 K do que a 500 K.
a 1000 K, o gás se comporta como ideal para todas as pressões acima de 600 atm.
a 624 K, o gás se comporta como ideal numa faixa maior de pressões que a 500 K.
Respondido em 04/10/2023 18:24:04
 Questão9
a
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Explicação:
A opção correta é: a 200 K, o gás se comporta como ideal numa faixa maior de pressões do que em qualquer outra temperatura.
O desvio da idealidade de um gás real pode ser quanti�cado pelo coe�ciente de compressibilidade Z , de�nido pela razão entre o
volume molar (ou especí�co) do gás real e o volume molar do gás na situação de gás ideal. Assim:
Quando Z=1, o gás se comporta como gás ideal e as interações intermoleculares não existem ou são desprezíveis.
Quando Z<1, os efeitos de atração entre as moléculas são predominantes no sistema.
Quando Z>1, prevalecem os efeitos de repulsão.
Acerto: 0,0  / 0,2
(Fonte: Fundação CESGRANRIO - Petrobras, Processo seletivo público, aplicado em 08/04/2018, para o cargo de Químico(a) de
Petróleo Júnior)
Uma solução aquosa foi preparada pela dissolução de 0,020 mol de hidroxilamina  em 250,00 mL de água pura. A
equação do equilíbrio de ionização do   em água e sua constante, a 25 °C, estão apresentados abaixo.
A concentração, em mol/L, de  na solução é:
5×10-5
1×10-6
 2×10-6
5×10-6
 2×10-5
Respondido em 04/10/2023 18:28:35
(HO − NH2)
HO − NH2
HO − NH2(aq) + H2O(l) ⇄ HO − NH
+
3 (aq) + OH
−(aq)
Kb = 5 × 10
−9
OH −
 Questão10
a
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Explicação:
Pela estequiometria:
Resolvendo a equação do segundo grau: