AV3 Termodinâmica Aplicada

Prévia do material em texto

31/10/2023, 15:48 Estácio: Alunos
https://simulado.estacio.br/alunos/ 1/8
Exercício
 avalie sua aprendizagem
(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 vapor 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:
TERMODINÂMICA APLICADA
Lupa  
 
DGT1106TEMAS
Aluno: S Matr.: 
Disc.: TERMODINÂMICA APLI  2023.3 FLEX (G) / EX
Prezado (a) Aluno(a),
Você fará agora seu EXERCÍCIO! 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.
Data Resp.: 31/10/2023 15:47:51
P sat
i
yiP
sat
i
= P
yiP = xiP
sat
i
yiP
sat
i
= xi
yiiP
sat
i
= xiP
yi = xiP
javascript:voltar();
javascript:voltar();
javascript:voltar();
javascript:voltar();
javascript:diminui();
javascript:diminui();
javascript:aumenta();
javascript:aumenta();
31/10/2023, 15:48 Estácio: Alunos
https://simulado.estacio.br/alunos/ 2/8
(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. 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:
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.
 
2.
a 624 K, o gás se comporta como ideal numa faixa maior de pressões que a 500 K.
à medida que se aumenta a temperatura, as forças atrativas são intensi�cadas.
a 200 K, o gás se comporta como ideal numa faixa maior de pressões do que em qualquer outra temperatura.
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.
Data Resp.: 31/10/2023 15:13:54
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:
yiP = xiP
sat
i
31/10/2023, 15:48 Estácio: Alunos
https://simulado.estacio.br/alunos/ 3/8
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.
03525SISTEMAS TERMODINÂMICOS
 
3.
a temperatura crítica da substância pura.
a pressão crítica da substância pura.
um equilíbrio em que a pressão e a temperatura podem variar livremente.
duas fases em equilíbrio da substância pura.
um equilíbrio invariante, ou seja, com valores de pressão e de temperatura únicos.
Data Resp.: 31/10/2023 15:11:38
Explicação:
Característica do ponto A (ponto triplo).
 
4.
31/10/2023, 15:48 Estácio: Alunos
https://simulado.estacio.br/alunos/ 4/8
(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:
As regiões bifásicas presentes na superfície p-v-T se reduzem a linhas, quando projetadas sobre o plano
apresentado.
O ponto triplo é resultado da projeção da linha tripla presente na superfície p-v-T.
A linha de sublimação termina no ponto crítico porque não existe uma distinção clara entre as fases líquida e
vapor acima desse ponto.
O ponto triplo é de�nido como o estado no qual as três fases podem coexistir em equilíbrio.
Ao longo da linha de pressão constante AB, a substância primeiramente passa da fase sólida para a fase
líquida, a uma determinada temperatura, e depois da fase líquida para a de vapor, a uma temperatura mais alta.
Data Resp.: 31/10/2023 15:09:57
Explicação:
A linha de sublimação termina no ponto triplo e não no ponto crítico. O ponto triplo é o ponto de equilíbrio das
fases sólida, líquida e vapor. As linhas nesse diagrama representam as regiões bifásicas de transição entre fases.
03526TRABALHO E CALOR
 
5.
12,5
10,0
15,0
17,5
7,5
Data Resp.: 31/10/2023 15:45:51
Explicação:
Gabarito: 7,5
0, 05m3
pV 2
0, 1m3
31/10/2023, 15:48 Estácio: Alunos
https://simulado.estacio.br/alunos/ 5/8
(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?
(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 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". Considerando que uma bomba de calor necessita de 7 kW da rede para funcionar e aquecer 10 L de
Justi�cativa: processo politrópico
Processo politrópico com n = 2.
 
 
6.
Data Resp.: 31/10/2023 15:13:22
Explicação:
Gabarito: 
 Justi�cativa: 1ª lei volume de controle.
1ª lei da termodinâmica aplica à bomba:
Conforme enunciado:
Logo:
03527SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA
 
7.
pV 2 = constante
Ẇ bomba = ṁ ∙
Δp
ρ
Ẇ bomba = ṁ(u2 − u1)
−Ẇ bomba = ṁ(h2 − h1)
Ẇ bomba = ṁ ∙ Δp ∙ v
Ẇ bomba = ṁ(h2 − h1)
Ẇ bomba = ṁ(h2 − h1)
31/10/2023, 15:48 Estácio: Alunos
https://simulado.estacio.br/alunos/ 6/8
água a uma taxa de 0,5 °C/s e assumindo que o calor especí�co da água é 4200 J/kg.K, o coe�ciente de performance
dessa bomba é:
(CESGRANRIO - Petrobras - 2018 - 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 ondeo universo evolui de maneira
a '"degradar-se"'. Um engenheiro de processamento está analisando um ciclo frigorí�co que utiliza freon-12 como
�uido de trabalho e decide fazer essa análise adotando a hipótese que o ciclo seja ideal. É de conhecimento que no
ciclo em análise a vazão mássica de circulação do refrigerante é de 0,02 kg/s, enquanto o coe�ciente de e�cácia do
ciclo de refrigeração e o trabalho no compressor são iguais a 3,5 e 30 kJ/kg, respectivamente. Qual a capacidade,
em kW, de refrigeração desse ciclo frigorí�co?
(Fonte: Fundação CESGRANRIO - Petrobras, Processo seletivo público, aplicado em 28/08/2011, para o cargo de
Químico(a) de Petróleo Júnior)
A reação de obtenção de metano gasoso e vapor de água a partir de monóxido de carbono gasoso e hidrogênio
gasoso, chamada de reação de metanação, é uma reação reversível exotérmica.
CO(g) + 3H2(g) ⇄ CH4(g) + H2O(g)
Com relação a essa reação em equilíbrio, a�rma-se que:
2,0.
4,0.
4,5.
3,0.
3,5.
Data Resp.: 31/10/2023 15:48:30
Explicação:
 
8.
2,1
2,4
4,2
0,6
3,0
Data Resp.: 31/10/2023 15:28:27
Explicação:
03529EQUILÍBRIO EM REAÇÕES QUÍMICAS
 
9.
31/10/2023, 15:48 Estácio: Alunos
https://simulado.estacio.br/alunos/ 7/8
(Fonte: Fundação CESGRANRIO - Petrobras, Processo seletivo público, aplicado em 08/04/2018, para o cargo de
Engenheiro(a) de Processamento Júnior)
A água é uma substância essencial para a vida e pode se decompor em hidrogênio e oxigênio, como representado na
equação abaixo, com água na fase vapor.
O valor do ∆Go a 25 °C é, aproximadamente:
o equilíbrio químico é atingido quando a concentração de metano é igual à concentração de hidrogênio.
um aumento na concentração de monóxido de carbono desloca o equilíbrio químico no sentido de formação
do metano.
a adição de gás inerte aumenta a formação de metano.
a produção de metano aumenta com o aumento da temperatura.
um aumento na concentração de água desloca o equilíbrio químico no sentido da formação do metano.
Data Resp.: 31/10/2023 15:18:27
Explicação:
Pelo princípio de Le Chatelier
O aumento da concentração de H2O(g) desloca o equilíbrio para o lado dos reagentes.
O aumento da concentração de CO(g) desloca o equilíbrio para o lado dos produtos.
O aumento da temperatura desloca o equilíbrio para o lado endotérmico (reagentes).
A pressurização com gás inerte não afeta o equilíbrio.
No equilíbrio químico as concentrações das espécies químicas são constantes.
 
10.
457 kJ
-145 kJ
483626 kJ
-457 kJ
145 kJ
Data Resp.: 31/10/2023 15:29:00
Explicação:
31/10/2023, 15:48 Estácio: Alunos
https://simulado.estacio.br/alunos/ 8/8
    Não Respondida      Não Gravada     Gravada
Exercício inciado em 31/10/2023 15:06:10.