TESTE CONHECIMENTO- TERMODINÂMICA APLICADA

Prévia do material em texto

Aluno: WILLIAN LISBOA DOS SANTOS
	Matr.: 202004126083
	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. Um sistema binário formado pelas espécies químicas 1 e 2 está em equilíbrio líquido-vapor, e as equações lnγ1=Ax22��⁡γ1=��22  e lnγ2=Ax21��⁡γ2=��12  fornecem uma estimativa adequada para os coeficientes de atividade das espécies na fase líquida, onde A é igual a 2. Para uma dada temperatura T obtém-se ln(γ1/γ2)=0,4��⁡(γ1⁄γ2)=0,4. Considerando que a fase vapor é ideal, o valor da composição da espécie 1 quandoy1=x1�1=�1 é:
	
	
	
	0,5
	
	
	0,4
	
	
	0,3
	
	
	0,2
	
	
	0,1
	Data Resp.: 20/03/2023 15:51:54
		Explicação:
A opção correta é: 0,4
	
	
	 
		
	
		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. As pressões parciais de cada componente, A e B, de uma mistura binária são apresentadas no gráfico abaixo em função da fração molar do componente B, em uma determinada temperatura. A curva A representa as pressões parciais do componente A e a curva B, as pressões parciais do componente B.
Fonte: Atkins, P. Físico-Química - Fundamentos. Rio de Janeiro: LTC, 2003 (adaptado).
 
Analisando o gráfico, conclui-se que:
	
	
	
	a reta que vai do ponto x até o valor 1 (de fração molar de B) é a representação da lei de Raoult para A, enquanto a reta que vai de 0 (fração molar de B) até o ponto t é a representação da lei de Raoult para B.
	
	
	o ponto x representa a constante da lei de Henry para A, e o ponto t, a pressão parcial de B quando puro.
	
	
	o ponto x representa a pressão parcial de A quando puro, e o ponto z, a pressão parcial de B quando puro.
	
	
	a reta que vai do ponto y até o valor 1 (de fração molar B) é a representação da lei de Henry para A, enquanto a reta que vai do valor 0 (de fração molar de B) até o ponto z é a representação da lei de Henry para B.
	
	
	o ponto y representa a constante de Henry para A, e o ponto t representa a constante de Henry para B.
	Data Resp.: 20/03/2023 15:51:51
		Explicação:
A opção correta é: o ponto x representa a constante da lei de Henry para A, e o ponto t, a pressão parcial de B quando puro.
Interpretação gráfica associada ao conceito: Lei de Raoult é aplicada para altas concentrações do componente e lei de Henry é aplicada para baixas concentrações do componente.
	
	
	03525SISTEMAS TERMODINÂMICOS
	 
		
	
		3.
		(Fonte: Fundação Cesgranrio - Petrobras, Processo seletivo público, aplicado em maio/2006, para o cargo de Engenheiro de Equipamentos Júnior - Mecânica)
Todo sistema físico possui um estado termodinâmico, esse estado pode explicar muitas das características físico-químicas das substâncias que compõem o sistema.
Com respeito ao estado termodinâmico de substâncias, é correto afirmar que:
	
	
	
	título é definido como a razão entre a massa da fase vapor e a massa total de uma substância.
	
	
	O volume específico do líquido saturado é maior que o volume específico do vapor saturado.
	
	
	a energia trocada pelo sistema com sua vizinhança é uma propriedade de estado termodinâmico.
	
	
	título é definido como a razão entre o volume ocupado pela massa da fase vapor e o volume total da substância.
	
	
	no ponto crítico, o volume específico do líquido saturado é diferente do volume específico do vapor saturado.
	Data Resp.: 20/03/2023 15:51:46
		Explicação:
As propriedades de estado caracterizam um estado de equilíbrio do sistema. A troca de energia entre o sistema e a vizinhança não caracteriza uma situação de equilíbrio, pois deve existir uma diferença de potencial (desequilíbrio) para que essa troca de energia seja efetivada. O título é a fração em massa do vapor. O volume específico do vapor é sempre maior que o volume específico do líquido e no ponto crítico esses dois volumes são iguais.
	
	
	 
		
	
		4.
		(Fonte: COELHO, J. C. M. Energia e Fluidos: termodinâmica. São Paulo: Blucher, 2016, V. 1, p.39 ¿ Ep 2.5)
 
De acordo com a temperatura de um sistema, há a variação de seu volume específico.
Qual é o volume específico do refrigerante R-134a, a 20 oC quando seu título é 0,9 e os volumes específicos do líquido saturado e do vapor saturado são iguais, respectivamente, a 0,000817 m3/kg e 0,03606 m3/kg?
	
	
	
	0,03680 m3/kg
	
	
	0,03240 m3/kg
	
	
	0,03254 m3/kg
	
	
	0,03544 m3/kg
	
	
	0,03688 m3/kg
	Data Resp.: 20/03/2023 15:51:43
		Explicação:
	
	
	03526TRABALHO E CALOR
	 
		
	
		5.
		(Fundação Carlos Chagas / 2007) Uma caixa, com isolamento perfeito, contendo um gás, é mostrado na figura abaixo.
Fechando-se a chave S, verifica-se que o trabalho será nulo se o sistema considerado for
	
	
	
	a caixa.
	
	
	o gás e placa.
	
	
	a placa.
	
	
	a bateria.
	
	
	o gás.
	Data Resp.: 20/03/2023 15:51:38
		Explicação:
Gabarito: o gás.
Justificativa: sistema
Para um sistema fechado não existe escoamento e nem expansão de volume. Portanto, se o sistema for o gás, o trabalho será considerado zero. O gás receberá a energia da placa de aquecimento na forma de calor, que por sua vez foi alimentada com o trabalho elétrico da bateria.
	
	
	 
		
	
		6.
		(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?
	
	
	
	˙Wbomba=˙m∙Δp∙v�˙�����=�˙∙∆�∙�
	
	
	˙Wbomba=˙m(h2−h1)�˙�����=�˙(ℎ2−ℎ1)
	
	
	−˙Wbomba=˙m(h2−h1)−�˙�����=�˙(ℎ2−ℎ1)
	
	
	˙Wbomba=˙m∙Δpρ�˙�����=�˙∙∆�ρ
	
	
	˙Wbomba=˙m(u2−u1)�˙�����=�˙(�2−�1)
	Data Resp.: 20/03/2023 15:51:33
		Explicação:
Gabarito: ˙Wbomba=˙m(h2−h1)�˙�����=�˙(ℎ2−ℎ1)
 Justificativa: 1ª lei volume de controle.
1ª lei da termodinâmica aplica à bomba:
Conforme enunciado:
Logo:
	
	
	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''. Em um sistema termodinâmico formado pelofluido de trabalho de um motor térmico que opera segundo o ciclo de Carnot sujeito a um processo adiabático reversível, a entropia desse sistema
	
	
	
	depende da variação de temperatura.
	
	
	diminui.
	
	
	aumenta.
	
	
	depende da quantidade de calor fornecida.
	
	
	permanece constante.
	Data Resp.: 20/03/2023 15:51:27
		Explicação:
Para o ciclo reversível ∆s=0. Logo, a entropia permanece constante.
	
	
	 
		
	
		8.
		(CESPE/UnB/SGA/SESP/IAPEN/AC - Engenharia Mecânica - 2008 - 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"'. Considere os diagramas P-v e T-s para motores de ciclo Otto. Acerca dos processos que ocorrem nesse tipo de motor, julgue as asserções a seguir.
Fonte: CESPE/UnB/SGA/SESP/IAPEN/AC - Engenharia Mecânica, fevereiro de 2008.
 
I- Os processos 0 -1 e 1 - 0 correspondem, respectivamente, aos tempos motor de admissão e exaustão que não são considerados na análise do ciclo ideal, que fica reduzido à região 1 - 2 - 3 - 4 do diagrama.
II- O processo 3 - 4, no qual é realizada uma transformação adiabática, corresponde ao tempo de explosão ou tempo útil, pois é o único em que há efetiva produção de trabalho pelo motor.
III- O processo 1 - 2 é aproximadamente adiabático e ocorre com o pistão se deslocando do ponto morto superior para o ponto morto inferior.
IV- A queima do combustível, representada por uma adição de calor a volume constante, ocorre no processo 2 - 3.
V- A variação de entropia do processo 4 - 1 é maior que zero.
 
Assinale a alternativa que apresenta somente asserções verdadeiras.
	
	
	
	II, IV e V.
	
	
	I, II e IV.
	
	
	I, II, IV e V.
	
	
	II, III e IV.
	
	
	I, IV e V.
	Data Resp.: 20/03/2023 15:51:23
		Explicação:
Interpretação dos diagramas P-v e T-s do ciclo Otto.
	
	
	03529EQUILÍBRIO EM REAÇÕES QUÍMICAS
	 
		
	
		9.
		(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 (HO−NH2)(��−��2) em 250,00 mL de água pura. A equação do equilíbrio de ionização do HO−NH2��−��2 em água e sua constante, a 25 °C, estão apresentados abaixo.
HO−NH2(aq)+H2O(l)⇄HO−NH+3(aq)+OH−(aq)Kb=5×10−9��−��2(��)+�2�(�)⇄��−��3+(��)+��−(��)��=5×10−9
A concentração, em mol/L, de OH−��− na solução é:
	
	
	
	5×10-6
	
	
	2×10-5
	
	
	1×10-6
	
	
	2×10-6
	
	
	5×10-5
	Data Resp.: 20/03/2023 15:51:20
		Explicação:
Pela estequiometria:
Resolvendo a equação do segundo grau:
	
	
	 
		
	
		10.
		(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 fixa, em que a decomposição do carbonato de cálcio NÃO OCORRE?
CaCO3(s) ⇆ CaO(s) + CO2(g)
	
	
	
	-1
	
	
	2
	
	
	0
	
	
	1
	
	
	3
	Data Resp.: 20/03/2023 15:51:17
		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 fixada, 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