Fenômenos Termoquímicos - D 20241 A

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1. Pergunta 1
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A energia pode cruzar a fronteira de um sistema fechado de duas formas diferentes: calor e trabalho. Quando um corpo é deixado em um meio que está a uma temperatura diferente da dele, a transferência de energia ocorre entre o corpo e o meio até que o equilíbrio térmico seja estabelecido, ou seja, até que o corpo e o meio atinjam a mesma temperatura. Dessa forma, diz-se que a energia é transferida para o corpo sob a forma de calor.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre o calor e as interações de energia em um sistema termodinâmico, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) É possível entender o calor como a forma de energia transferida entre dois sistemas em virtude da diferença de temperaturas.
II. ( ) Em termodinâmica, entendemos como fluxo de calor o escoamento de uma substância fluida chamada de calor.
III. ( ) Um processo durante o qual não há transferência de calor é chamado de adiabático, podendo ser considerado para sistemas bem isolados.
IV. ( ) Para o equilíbrio térmico, a direção da transferência de energia ocorre do corpo de menor temperatura para o de maior temperatura.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
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F, V, V, F.
F, V, F, V.
V, F, F, V.
Correta: 
V, F, V, F.
Resposta correta
V, V, F, V.
2. Pergunta 2
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Uma certa interação é classificada como trabalho apenas se satisfizer o seguinte critério, que pode ser considerado como a definição termodinâmica de trabalho: um sistema somente realiza trabalho sobre suas vizinhanças se o único efeito sobre tudo aquilo externo ao sistema puder ser o levantamento de um peso.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre o conceito de trabalho termodinâmico, analise os termos disponíveis a seguir e os associe às suas respectivas características:
1) Trabalho positivo.
2) Trabalho negativo.
3) Trabalho nulo.
4) Potência.
( ) Realizado sobre o sistema pelas vizinhanças.
( ) Alcançado quando não há variação no sistema.
( ) Realizado pelo sistema sobre as vizinhanças.
( ) Taxa de tempo na qual a transferência de energia ocorre.
Agora, assinale a alternativa correta:
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1, 2, 4, 3.
2, 3, 1, 4.
Resposta correta
4, 1, 3, 2.
Incorreta: 
3, 2, 1, 4.
2, 4, 3, 1.
3. Pergunta 3
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Os corolários de Carnot (ou princípios de Carnot) para a segunda lei estabelecem as ideias básicas para as determinações do rendimento máximo entre os ciclos de potência e os aspectos de desempenho entre os componentes desses sistemas. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os princípios de Carnot para os ciclos de potência, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) Sob as mesmas condições, o trabalho líquido desenvolvido pelo ciclo irreversível será menor que no ciclo reversível.
II. ( ) Em ciclos irreversíveis, o rendimento térmico pode ser maior que em um ciclo reversível, desde que a escolha do fluido de trabalho seja apropriada.
III. ( ) Todos os processos de um ciclo reversível são executados perfeitamente e apresentam a mesma eficiência para quaisquer processos.
IV. ( ) A eficiência de Carnot limita, também, a eficiência de turbinas eólicas na geração de eletricidade. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
Ocultar opções de resposta 
V, F, V, F.
Resposta correta
V, V, F, V.
F, V, V, F.
F, V, F, V.
Incorreta: 
V, F, F, V.
4. Pergunta 4
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Leia o excerto a seguir:
“As formas de energia que constituem a energia total de um sistema podem estar contidas ou armazenadas em um sistema e, portanto, podem ser vistas como formas estáticas de energia. Os tipos de energia não armazenados em um sistema podem ser visualizados como formas dinâmicas de energia ou como interações de energia. As formas dinâmicas de energia são identificadas na fronteira do sistema à medida que a atravessam e representam a energia ganha ou perdida por um sistema durante um processo.”
Fonte: ÇENGEL, Y. A., BOLES, M. Termodinâmica. 7. e. Porto Alegre: AMGH, 2013, p. 53.
   Considerando as informações supracitadas e o conteúdo estudado sobre as interações de energia em sistemas termodinâmicos, pode-se afirmar que:
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as energias cinética e elétrica são duas formas de interação de energia associadas a um sistema fechado.
a transferência de calor é uma interação de energia que somente pode ser visualizada em sistemas abertos.
a energia pode cruzar as fronteiras de um sistema fechado por interações como energia potencial e energia mecânica.
Correta: 
as transferências de calor e trabalho são as duas únicas formas de interação de energia associadas a um sistema fechado.
Resposta correta
o trabalho não constitui uma forma de interação de energia em um sistema fechado, somente em sistemas isolados.
5. Pergunta 5
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Um sistema fechado não envolve fluxo de massa através de suas fronteiras e a variação de sua entropia é simplesmente a diferença entre as entropias inicial e final do sistema. A variação da entropia de um sistema fechado funciona devido à transferência de entropia que acompanha a transferência de calor e à geração de entropia dentro da fronteira do sistema.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os processos em sistemas fechados, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) Quando um sistema isolado é submetido a um processo, os valores de energia e entropia somente podem aumentar ou permanecer iguais.
II. ( ) A propriedade extensiva da entropia é produzida em sistemas sempre que irreversibilidades internas estiverem presentes.
III. ( ) O atrito associado ao escoamento de fluidos através de tubos e ao redor de objetos constitui um tipo de irreversibilidade.
IV. ( ) Todos os processos que respeitem o princípio de conservação da energia e o princípio de conservação da massa podem ocorrer na natureza.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
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V, F, V, F.
F, F, V, F.
Correta: 
F, V, V, F.
Resposta correta
F, V, F, V.
V, V, F, V.
6. Pergunta 6
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Leia o trecho a seguir:
“O dispositivo ou instalação que melhor se ajusta à definição de máquina térmica é a usina de potência a vapor, que é uma máquina de combustão externa. Ou seja, a combustão ocorre fora da máquina e a energia térmica liberada durante esse processo é transferida para o vapor sob a forma de calor.”
Fonte: ÇENGEL, Y. A., BOLES, M. Termodinâmica. 7. e. Porto Alegre: AMGH, 2013, p. 280.
 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre as características de uma usina a vapor, analise e associe os termos disponíveis a seguir às suas respectivas características: 
1) Calor de entrada.
2) Calor de saída.
3) Trabalho de entrada.
4) Trabalho de saída.
( ) Quantidade de calor fornecida ao vapor na caldeira a partir de uma fonte em alta temperatura.
( ) Quantidade de trabalho necessária para comprimir a água até a pressão da caldeira. 
( ) Quantidade de trabalho realizado pelo vapor à medida que este se expande na turbina.
( ) Quantidade de calor rejeitada pelo vapor no condensador para um reservatório em baixa temperatura.
A seguir, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
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3, 4, 2, 1.
Correta: 
1, 4, 2, 3.
Resposta correta
4, 3, 1, 2.
2, 1, 4, 3.
2, 1, 3, 4.
7. Pergunta 7
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O uso da segunda lei da termodinâmica não se limita à identificação da direção dos processos. A segunda lei também afirma que a energia tem qualidade, bem como quantidade. A preservação da qualidade da energia é uma grande preocupação dos engenheiros; nesse sentido, a segunda lei oferece os meios necessários para determinar a qualidade, bem como o nível de degradação da energia durante um processo.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre as relações entre a entropia e a segunda lei da termodinâmica aplicada a sistemas fechados, analise as afirmativasa seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) A variação de entropia em um sistema fechado é a mesma para qualquer processo entre dois estados especificados.
II. ( ) Um processo num sistema fechado que não obedece à segunda lei da termodinâmica necessariamente viola a primeira lei da termodinâmica.
III. ( ) Um sistema fechado pode sofrer uma diminuição de entropia somente se houver transferência de calor do sistema para as vizinhanças durante o processo.
IV. ( ) A segunda lei da termodinâmica estabelece que a variação de entropia em um sistema fechado deve ser maior que ou igual a zero.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
Ocultar opções de resposta 
F, V, F, V.
V, V, F, V.
Correta: 
V, F, V, F.
Resposta correta
V, F, F, V
F, V, V, F.
8. Pergunta 8
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À medida que um sistema fechado é submetido a um processo internamente reversível, sua entropia pode aumentar, diminuir ou permanecer constante. Algumas consequências para cada valor de entropia dependem do tipo de processo e das características do sistema, que pode ser representado quantitativamente por meio de alguns diagramas de propriedades.
Considerando essas informações e com base nos conceitos de processos internamente reversíveis, pode-se afirmar que:
Ocultar opções de resposta 
o sentido da transferência de entropia é o oposto do sentido da transferência de calor, ou seja, a transferência de entropia ocorre em sentido contrário ao da transferência de calor.
a transferência de energia por calor para um sistema fechado durante um processo internamente reversível pode ser representada como uma curva no diagrama temperatura-entropia.
um processo é chamado de isentrópico se este for internamente irreversível e adiabático, de forma que a entropia do sistema permaneça constante.
Correta: 
quando um sistema fechado submetido a um processo internamente reversível recebe energia sob a forma de calor, o sistema experimenta um aumento de entropia.
Resposta correta
quando a energia é retirada de um sistema fechado submetido a um processo internamente reversível por transferência de calor, a entropia do sistema permanece constante.
9. Pergunta 9
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Leia o trecho a seguir:
“Além das configurações das instalações de potência a vapor, os ciclos de Carnot também podem ser enxergados como ciclos compostos de processos nos quais um capacitor é carregado e descarregado, uma substância paramagnética é magnetizada e desmagnetizada, e assim por diante. Contudo, não importando o tipo de dispositivo ou a substância de trabalho utilizada, algumas características são comuns a ciclos que operam dessa forma.”
Fonte: MORAN, M. J. et al. Princípios de termodinâmica para engenharia. 8. e. Rio de Janeiro: LTC, 2018, p. 217.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre as propriedades das diferentes configurações de um ciclo de Carnot, analise as afirmativas a seguir. 
I. O ciclo de Carnot apresenta três processos internamente irreversíveis: dois processos isobáricos e um isotérmico.
II. A eficiência térmica do ciclo de potência de Carnot é dada nos termos das temperaturas avaliadas na escala Celsius.
III. Em qualquer ciclo de Carnot, o trabalho líquido desenvolvido pelo ciclo pode ser avaliado pelo cálculo da área delimitada pelas linhas dos processos em um diagrama p"-" V.
IV. Os coeficientes de desempenho dos ciclos de refrigeração e bomba de calor de Carnot são sempre dados nos termos das temperaturas na escala Kelvin ou Rankine.
Está correto apenas o que se afirma em: 
Ocultar opções de resposta 
I, II e IV.
I, II e III.
I e IV.
Correta: 
III e IV.
Resposta correta
II e III.
10. Pergunta 10
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Leia o trecho a seguir:
“Para promover o uso eficiente da energia, os governos em todo o mundo estabeleceram padrões mínimos para o desempenho do consumo de energia dos equipamentos. O melhor desempenho é alcançado usando dispositivos que têm unidades com velocidade variável (também chamados de inversores). No modo ar-condicionado, por exemplo, esses dispositivos operam em velocidades mais altas nos dias quentes e em velocidades mais baixas em dias mais frescos, aumentando a eficiência e fornecendo maior conforto.”
Fonte: ÇENGEL, Y. A.; BOLES, M. Termodinâmica. 7. e. Porto Alegre: AMGH, 2013, p. 289. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre conceitos de eficiência e desempenho nos ciclos de potência, pode-se afirmar que:
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a eficiência térmica de um sistema que percorre um ciclo de potência reversível enquanto opera entre reservatórios térmicos é dada pela razão entre as temperaturas, somada da unidade.
Correta: 
o coeficiente de desempenho máximo em um ciclo de refrigeração reversível que opera entre dois reservatórios é dado pela razão entre a temperatura da fonte fria e a variação das temperaturas das duas fontes.
Resposta correta
o coeficiente de desempenho mínimo para qualquer ciclo de bomba de calor operando entre dois reservatórios em estados térmicos diferentes estará na faixa entre zero e um, independentemente das irreversibilidades.
o coeficiente de desempenho máximo para qualquer ciclo de refrigeração operando entre dois reservatórios a temperaturas de 4,4°C para a fonte fria e 26,7°C para a fonte quente é, aproximadamente, 2,5.
o coeficiente de desempenho máximo em um ciclo de bomba de calor reversível que opera entre dois reservatórios é dado pela razão entre a variação das temperaturas das duas fontes e a temperatura da fonte quente.