NC - TERMODINÂMICA APLICADA - Com Respostas

Prévia do material em texto

03525 - SISTEMAS TERMODINÂMICOS
	 
	 
	 1.
	Ref.: 7663892
	Pontos: 1,00  / 1,00
	
	(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. 70)
 
Sabe-se que na pressão de 1 atm a temperatura máxima de uma água fornecida por um chuveiro elétrico é de 50 oC, e que a 52 oC, após dois minutos de contato com a água, a pele humana sofre queimaduras. Quando você toma banho com água muito quente, à pressão atmosférica padrão, a água é:
		
	 
	Sub-resfriada.
	
	Superaquecida
	
	Mistura líquido-vapor saturada.
	
	Água saturada.
	
	Mista
	
	
	 2.
	Ref.: 7663893
	Pontos: 1,00  / 1,00
	
	(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. 72)
 
É comum em química, trabalharmos com misturas de substâncias, e muitas dessas substâncias podem estar em temperaturas distintas.
Um recipiente contém 10 kg de água líquida e 7 kg de vapor de água em equilíbrio a 140 oC. Qual é o título dessa mistura saturada?
		
	 
	41%
	
	70%
	
	27%
	
	50%
	
	82%
	
	
	 
		
	03526 - TRABALHO E CALOR
	 
	 
	 3.
	Ref.: 6105687
	Pontos: 1,00  / 1,00
	
	(CREA-SC / 2009) Um pistão de 0,873m20,873�2 de área de seção transversal, contendo 1kg1�� de ar, se desloca 20cm20�� expandindo assim o ar. Inicialmente o pistão se encontra a um curso de 100cm100��, e o ar na temperatura de 27°C27°� e pressão de 100kPa100���. Quanto de calor deve ser fornecido para que o processo ocorra isobaricamente?
Dados: Mar=29kg/kmol���=29��/����, Patm=100kPa����=100���, Cp,ar=1kJ/kg⋅K��,��=1��/��·�, Pcrítica=3800kPa���í����=3800���. Considere a hipótese de gás ideal (R=8,3kJ/kmol⋅K�=8,3��/����·�)
		
	
	4,5 kJ
	
	5,4 kJ
	
	85 kJ
	
	50 kJ
	 
	61 kJ
	
	
	 4.
	Ref.: 6106053
	Pontos: 1,00  / 1,00
	
	(Ex 4.32FE, p. 121 - POTTER, M. C., SCOTT, E. P. Ciências Térmicas: termodinâmica, mecânica dos fluidos e transmissão de calor. Tradução Alexandre Araújo, et al; revisão técnica Sérgio Nascimento Bordalo. São Paulo: Thomson Learning, 2007)
Selecione a opção que apresenta uma suposição que é feita quando se deriva a equação da continuidade ˙m1=˙m2�˙1=�˙2.
		
	 
	Escoamento permanente
	
	Densidade constante
	
	Escoamento adiabático
	
	Escamento reversível
	
	Escoamento uniforme
	
	
	 
		
	03527 - SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA
	 
	 
	 5.
	Ref.: 7655621
	Pontos: 0,00  / 1,00
	
	(KROOS, K. A., POTTER, M. C. Termodinâmica para Engenheiros - 2015 - 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". O ciclo ideal a ar padrão frio a seguir opera com uma taxa de compressão de 20 e condições de entrada de 20 °C e 100 kPa.
Fonte: KROOS, K. A., POTTER, M. C. Termodinâmica para Engenheiros. São Paulo: Cengage Learning, 2015, p. 329.
 
Se a taxa de corte for 2, a temperatura alta do ciclo é de
		
	 
	1580 °C
	
	1710 °C
	
	1670 °C
	 
	1942 °C
	
	1430 °C
	
	
	 6.
	Ref.: 7655675
	Pontos: 0,00  / 1,00
	
	(UnB/CESPE - Petrobras - 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''. Considerando o ciclo de Carnot representado na figura e que T representa a temperatura e q, a quantidade de calor, assinale a opção correta à luz da segunda lei da termodinâmica.
 
Fonte: Atkins, P e de Paula, J. Físico-Química. São Paulo: LTC, 2002, vol. 1, p. 99 (adaptado).
		
	
	O processo 1 refere-se a uma compressão adiabática reversível na qual há variação de entropia não-nula.
	 
	Para qualquer substância operando em um ciclo de Carnot, a variação total de entropia ao longo do ciclo é nula.
	
	Nos processos 2 e 4, ocorre liberação de calor, de modo que, nesses casos, a variação de energia é igual a qc/Tc, em que qc é negativo.
	 
	Durante o processo 3, um gás ideal sofre um trabalho w de magnitude igual a nRT.
	
	A eficiência máxima de diferentes máquinas reversíveis que operam entre as mesmas temperaturas inicial e final é consequência da natureza da substância operante.
	
	
	 
		
	03528 - TERMODINÂMICA DE SOLUÇÕES
	 
	 
	 7.
	Ref.: 7654316
	Pontos: 1,00  / 1,00
	
	 (CESGRANRIO - Petrobras - 2008 - 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 razão de compressibilidade, Z, de um gás é a razão entre o volume molar do gás e o volume molar de um gás ideal nas mesmas condições de temperatura e pressão. A figura a seguir mostra a variação no fator de compressibilidade de alguns gases em função de variações na pressão.
Fonte: Atkins, P e de Paula, J. Físico-Química. São Paulo: LTC, 2002, vol. 1, p. 17 (adaptado).
 
Com base nas informações contidas no gráfico, analise as afirmações a seguir.
 
I - Na pressão de 200 atm, as forças repulsivas são predominantes nas moléculas de H2.
II - Nos níveis de pressão indicados, as moléculas de amônia sempre apresentam predominância de forças atrativas.
III - Um gás ideal deveria apresentar Z = 0, pois não há qualquer tipo de interação entre as moléculas.
Está(ão) correta(s) APENAS a(s) afirmação(ões):
		
	
	II
	 
	I e II
	
	II e III
	
	I
	
	III
	
	
	 8.
	Ref.: 7654648
	Pontos: 1,00  / 1,00
	
	(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. Sabendo-se que o calor envolvido na liquefação do gelo é de 364 kJ/kg, o valor da variação de entropia, quando 1,5 kg de água no estado líquido, a 0 °C, passa para o estado sólido a 0 °C, é:
		
	 
	-2000 J/K
	
	+2000 J/K
	
	-200 J/K
	
	+20 J/K
	
	+200 J/K
	
	
	 
		
	03529 - EQUILÍBRIO EM REAÇÕES QUÍMICAS
	 
	 
	 9.
	Ref.: 7665332
	Pontos: 0,00  / 1,00
	
	Considere a reação:
2H2S(g) + 3O2(g) ⇄ 2SO2(g) + 2H2O(g)
Assinale a alternativa que apresenta a relação correta entre as taxas de consumo e de produção de cada uma das espécies químicas.
		
	
	12d[H2S]dt=13d[O2]dt=12d[SO2]dt=12d[H2O]dt12�[�2�]��=13�[�2]��=12�[��2]��=12�[�2�]��
	 
	2d[H2S]dt=3d[O2]dt=2d[SO2]dt=2d[H2O]dt2�[�2�]��=3�[�2]��=2�[��2]��=2�[�2�]��
	 
	−12d[H2S]dt=−13d[O2]dt=12d[SO2]dt=12d[H2O]dt−12�[�2�]��=−13�[�2]��=12�[��2]��=12�[�2�]��
	
	−d[H2S]dt=−d[O2]dt=d[SO2]dt=d[H2O]dt−�[�2�]��=−�[�2]��=�[��2]��=�[�2�]��
	
	−2d[H2S]dt=−3d[O2]dt=2d[SO2]dt=2d[H2O]dt−2�[�2�]��=−3�[�2]��=2�[��2]��=2�[�2�]��
	
	
	 10.
	Ref.: 7660217
	Pontos: 0,00  / 1,00
	
	(Fonte: Fundação CESGRANRIO ¿ PETROQUÍMICASUAPE, Processo seletivo público, aplicado em 20/03/2011, para o cargode Engenheiro(a) de Processamento Júnior)
O hidrogênio é produzido pela reação de monóxido de carbono com vapor de água, de acordo com a reação:
A reação ocorre à pressão atmosférica e à temperatura de 830 °C, alimentando o dobro da quantidade de matéria de água em relação ao monóxido de carbono. Nas condições operacionais do reator, a constante de equilíbrio Kp=1. Assumindo-se que a mistura tem comportamento de gás ideal, a fração molar de hidrogênio, na mistura final, é aproximadamente:
		
	
	0,33
	
	0,55
	 
	0,22
	 
	0,44
	
	0,66