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REVISÃO DE QUESTÕES – FENÔMENOS DE TRANSPORTE. AVALIAÇÃO N2. Questão 01 - Um certo gás, cuja massa vale 140g, ocupa um volume de 41 litros, sob pressão 2,9 atmosferas a temperatura de 17°C. O número de Avogadro vale 6,02. 1023 e a constante universal dos gases perfeitos R= 0,082 atm. L/mol.K. Nessas condições, o número de moléculas continuadas no gás é aproximadamente de: a) 3,00. 1024 b) 5,00. 1023 c) 6,02. 1023 d) 2,00. 1024 e) 3,00. 1029 Questão 02 – O termo Mol, usado no estudo dos gases, é utilizado, de uma forma bastante geral, para indicar uma quantidade definida de partículas. Essa quantidade de partículas é conhecida como: a) número quântico. b) número elementar. c) número perfeito. d) número de Clapeyron. e) número de Avogadro. Questão 03 - A Revolução Industrial foi acompanhada por profundas transformações na Europa. Os novos meios de transporte, que utilizavam as máquinas térmicas recém-criadas, foram essenciais aos avanços relacionados à industrialização por todo o continente. Naquele período, foi demonstrado teoricamente que uma máquina térmica ideal é aquela que descreve um ciclo especial, denominado ciclo de Carnot. Sobre os princípios físicos da termodinâmica e do ciclo de Carnot, assinale a alternativa correta. a) As máquinas térmicas, que operam em ciclos, são incapazes de retirar o calor de uma fonte e o transformar integralmente em trabalho. b) Em uma máquina térmica que opera em ciclos de Carnot, ocorrem duas transformações isobáricas e duas isovolumétricas. c) No ciclo de Carnot, ocorre uma transformação reversível, enquanto as demais são irreversíveis. d) O rendimento de uma máquina térmica é nulo quando as etapas do ciclo de Carnot forem transformações reversíveis. e) Uma máquina térmica é capaz de transferir calor de um ambiente frio para um quente sem a necessidade de consumir energia externa. Questão 04 - Determine qual é o volume que um mol de um gás perfeito, em condições normais de temperatura e pressão, ocupa e marque a opção correta. a) V = 2,24 L. b) V = 22,4 L. c) V = 223, 86 L. d) V = 3,33 L. e) V = 5 L. Questão 05 - Até 1824 acreditava-se que as máquinas térmicas, cujos exemplos são as máquinas a vapor e os atuais motores a combustão, poderiam ter um funcionamento ideal. Sadi Carnot demonstrou a impossibilidade de uma máquina térmica, funcionando em ciclos entre duas fontes térmicas (um quente e outra fria), obter 100% de rendimento. Tal limitação ocorre porque essas máquinas: a) realizam trabalho mecânico. b) produzem aumento da entropia. c) utilizam transformações adiabáticas. d) contrariam a lei da conservação de energia. e) funcionam com temperatura igual à da fonte quente. Questão 06 - Assinale quais dos processos listados a seguir envolvem a transferência de calor por convecção: I – Pisar sobre asfalto quente. II – Assar algo no forno a gás convencional. III – Fritar algo em uma panela antiaderente sem óleo. IV – Ser aquecido pela luz do Sol. É correto o que se afirma em. a) I e II. b) II e III. c) Somente II. d) Somente III. e) I, II e III. Questão 07 - As três placas de um mesmo material metálico, A, B e C, representadas na figura abaixo, são submetidas a um mesmo aumento na temperatura. Assumindo que todas as placas inicialmente estejam em equilíbrio térmico entre si, o maior aumento na dimensão paralela ao eixo x e o maior aumento na área ocorrem, respectivamente, nas placas. a) A e B. b) A e C. c) B e A. d) C e B. e) C e A. Questão 08 - Considere uma placa sólida feita com um metal homogêneo contendo um orifício circular, como mostra a figura. Se a placa sofrer aquecimento térmico, é correto concluir que o orifício: a) apresentará contração superficial, como se fosse feito do mesmo material da placa. b) apresentará contração superficial, como se fosse feito de um material diferente do da placa. c) não apresentará dilatação superficial, seja expansão ou contração. d) apresentará dilatação superficial expansiva, como se fosse feito do mesmo material da placa. e) apresentará dilatação superficial expansiva, como se fosse feito de um material diferente do da placa. Questão 09 - Duas barras A e B, feitas de materiais distintos e com mesmo comprimento inicial, foram colocadas dentro de um congelador por um estudante. Após serem retiradas do congelador, ele percebeu que a barra A estava menor que a barra B. I – O coeficiente de dilatação superficial da barra A é maior que o coeficiente da barra B. II – Caso as barras sejam aquecidas, a barra A aumentará mais que a barra B. III – O coeficiente de dilatação da barra B é menor que o da barra A. Das três afirmações a seguir feitas pelo estudante, determine quais estão corretas. a) I e II estão corretas. b) Apenas II está correta. c) Somente III está correta. d) II e III estão corretas. e) I e III estão corretas. Questão 10 - Um material sólido metálico tem os seguintes coeficientes de dilatação: linear (α), superficial (β) e volumétrica (γ). Para esse material, são corretas as relações: a) α = 3γ = 2β; β = α/2 = 3γ/2; γ = α/3 = 2β/3. b) α = γ/3 = β/2; β = α/2 = 3γ/2; γ = 3α = 3β/2. c) α = γ/3 = β/2; β = 2α = 2γ/3; γ = 3α = 3β/2. d) α = γ/3 = β/2; β = 2α = 2γ/3; γ = α/3 = 2β/3. e) α = 3γ = β/2; β = α/2 = 2γ/3; γ = 3α = 2β/3. Questão 11 - Uma lâmina bimetálica composta por zinco e aço está fixada em uma parede de forma que a barra de aço permanece virada para cima. O que ocorre quando a lâmina é resfriada. Dado: αZINCO = 25x10 – 6 °C – 1, αAÇO = 11x10 – 6 °C – 1 a) As duas barras sofrem a mesma dilatação. b) A lâmina bimetálica curva-se para cima. c) A lâmina bimetálica curva-se para baixo. d) A lâmina quebra-se, uma vez que é feita de materiais diferentes. e) Lâminas bimetálicas não podem ser resfriadas. Questão 11 - Uma caixa possui um volume de 5 litros e sofre uma variação de temperatura de 300 °C. Com base nisso, determine qual foi a sua variação de volume, sabendo que o seu coeficiente volumétrico é 2⋅10ˉ⁵ °Cˉ¹. Questão 12 - Determine o coeficiente de dilatação volumétrico de uma esfera, cujo volume inicial era de 0,5 m³, que variou sua temperatura de 50 ℃ para 100 ℃, variando o seu volume em 0,003 m³. Questão 13 - Um cientista quer dilatar em 1 m³ um bloco retangular que possui um volume inicial de 4 m³. Para isso ele precisa descobrir em quanto deve variar a sua temperatura. Sabendo que o metal do bloco possui um coeficiente de dilatação volumétrico de 5⋅10ˉ⁴ °Cˉ¹, calcule a variação de temperatura necessária para ocorrer a dilatação do bloco. Questão 14 - Quais proposições apresentam à unidade de medida correspondente as grandezas físicas estudadas em dilatação volumétrica: I. O volume é medido em metros cúbicos. II. O coeficiente de dilatação linear é medido em °Cˉ³. III. O coeficiente de dilatação volumétrico é medido em Kˉ¹. IV. A temperatura é medida em Celsius. a) Alternativas I e II. b) Alternativas III e IV. c) Alternativas I e III. d) Alternativas II e IV. e) Alternativas I e IV. Questão 15 - Micro-ondas são ondas eletromagnéticas que, quando absorvidas pela água, geram calor no interior do alimento por aumentar a vibração de suas moléculas. Na porta de vidro de um forno de micro-ondas existe uma rede metálica de proteção. A rede metálica tem orifícios de 2 mm de diâmetro. Durante a operação, é possível ver o interior do forno. No entanto, o cozinheiro está protegido da radiação micro-ondas. A esse respeito, foram feitas as afirmativas a seguir. I - A radiação com comprimento de onda no infravermelho próximo (1m) é bloqueada pela grade. II - A largura dos orifícios é da ordem de grandeza do comprimento de onda da luz visível. III - A rede metálica impede a transmissão das micro-ondas, mas não impede a transmissão da radiação visível, por causa da diferença entre as frequências. IV - O comprimentode onda da radiação micro-ondas é maior do que o da luz visível. É correto apenas o que se afirma em. a) Apenas, a I. b) Apenas, a II. c) Apenas, a III. d) Apenas, I e II. e) Apenas, III e IV. Questão 16 - Considere o seguinte experimento: Uma barra de cobre de 1 m de comprimento, 3 cm de largura e 1 cm de altura é aquecida. Hipótese: O cobre, quando aquecido, se dilata. Após o aquecimento, medem-se as dimensões da barra. Verifica-se que a hipótese é verdadeira. A respeito desse experimento, analise as seguintes afirmações. I. O experimento gera outra hipótese: todo metal se dilata quando aquecido. II. O método científico utilizado é hipotético-dedutivo. III. O método científico utilizado sofre influência direta da percepção dos sentidos humanos. IV. A tese desse experimento pode ser generalizada, por indução, para líquidos e gases. É correto apenas o que se afirma em. a) Apenas, I e II. b) Apenas, I e III. c) Apenas III e IV. d) Apenas I, II e IV. e) Apenas II, III e IV. Questão 17 - Considere uma parede plana submetida a um processo de condução unidimensional em regime permanente, com condutividade térmica e geração de calor constantes. O fluxo de calor por unidade de área nessa parede é constante ao longo da espessura da mesma. PORQUE A distribuição de temperatura na espessura dessa parede é linear. Analisando essas afirmações, conclui-se que: a) as duas afirmações são verdadeiras, e a segunda justifica a primeira. b) as duas afirmações são verdadeiras, e a segunda não justifica a primeira. c) a primeira afirmação é verdadeira, e a segunda é falsa. d) a primeira afirmação é falsa, e a segunda é verdadeira. e) as duas afirmações são falsas. Questão 18 - O alumínio é um metal que, em volume de produção, só é superado pelos ferrosos. Analise as afirmações a seguir sobre esse material. I- Apresenta baixa condutividade térmica e, por isso, é usado como matéria- prima para fabricação de panelas. II- Tem grande aplicação na indústria aeronáutica por possuir baixa relação resistência/peso. III- Trata-se de um metal com baixo ponto de fusão e, portanto, não é recomendado em aplicações com temperaturas superiores a 150 °C. IV- Possui boa resistência à corrosão, com aplicação na construção civil e na indústria automotiva, e pode ser 100% reciclado. Estão corretas as afirmações. a) I e III, apenas. b) II e III, apenas. c) III e IV, apenas. d) I, II e IV, apenas. e) I, II, III e IV. Questão 19 - Os tratamentos térmicos apropriados em ligas metálicas possibilitam alterações substanciais nas suas propriedades mecânicas. É de fundamental importância ao engenheiro compreender, nos processamentos térmicos dos metais, os mecanismos presentes e suas correlações com o tempo, a temperatura e suas possíveis consequências nas propriedades previstas em projeto. Considerando os tratamentos térmicos convencionais utilizados na indústria metalmecânica, assinale a opção correta. a) O envelhecimento artificial é caracterizado pelo endurecimento por precipitação decorrente de envelhecimento à temperatura ambiente. b) O recozimento pleno é caracterizado, para ligas ferrosas, pelo aquecimento da amostra até a temperatura de austenitização, seguido de resfriamento rápido. c) A cementita globulizada, formada por lamelas alternadas de ferrita e cementita, é obtida pelo resfriamento rápido das ligas ferrosas. d) A fase denominada martensita é formada quando ligas ferrosas austenitizadas são resfriadas lentamente. e) Denomina-se recristalização a formação de um novo conjunto de grãos, livres de deformação, no interior de um material previamente deformado a frio. Questão 20 - Uma das formas mais utilizadas na conformação de um pó cerâmico é a prensagem. Essa técnica pode ser realizada a partir da aplicação de pressões uniaxiais ou isostáticas. Ao desenvolver cerâmicas por compactação, pesquisadores de determinada empresa optaram por submeter amostras ao processo final de prensagem isostática em meio líquido, pois, nesse caso, os compactos a verde apresentariam melhor homogeneidade de densidade na amostra. Com relação a essa situação, assinale a opção que apresenta a justificativa correta para a escolha dos pesquisadores. a) Há um aumento homogêneo do atrito entre o fluido e as paredes da peça cerâmica, fazendo com que o material sofra compactação homogênea. b) A tensão de compactação na prensagem isostática apresenta dependência com a relação altura/diâmetro e com o coeficiente de atrito entre as paredes. c) Existe uma compensação de pressão referente ao material que apresenta distribuição monomodal de tamanho de partículas, o que não acontece em materiais submetidos apenas a prensagem uniaxial. d) As nanopartículas presentes no núcleo do compacto serão transportadas para a sua superfície, garantindo a homogeneidade do material cerâmico prensado. e) Não há atrito entre as paredes da matriz de compactação e o material, e a pressão de compactação é uniforme em toda amostra devido à aplicação de pressão isostática. Questão 21 - Uma longa ponte foi construída e instalada com blocos de concreto de 5 m de comprimento, a uma temperatura de 20 °C, em uma região na qual a temperatura varia ao longo do ano entre 10 °C e 40 °C. O concreto desses blocos tem coeficiente de dilatação linear de 10-5°C-1. Nessas condições, qual distância em cm deve ser resguardada entre os blocos na instalação para que, no dia mais quente do verão, a separação entre eles seja de 1 cm. Questão 22 – Uma Fenda na Ponte Rio-Niterói é uma junta de dilatação, diz CCR. De acordo com a CCR, no trecho sobre a Baía de Guanabara, as fendas existem a cada 400 metros, com cerca de 13 cm de abertura. Admita que o material dos blocos que constituem a ponte Rio–Niterói seja o concreto, cujo coeficiente de dilatação linear é igual a 1.10-5 ºC-1. Determine a variação necessária de temperatura para que as duas bordas de uma das fendas citadas unam-se. Questão 23 – Um quadrado de lado 2m é feito de um material cujo coeficiente de dilatação superficial é igual a 1,6.10-4. Determine a variação de área deste quadrado quando aquecido em 80°C. Questão 24 – Uma chapa de alumínio tem um furo central de 100cm de raio, estando numa temperatura de 12°C. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação linear do alumínio equivale a 22.10-6°C-1, a nova área do furo, quando a chapa for aquecida até 122°C, será equivalente a qual valor em metros. Questão 25 – Define-se a capacidade térmica de um corpo (C) como a razão entre a quantidade de calor que ele recebe (Q) e a correspondente variação de temperatura ocorrida (ΔT): a) Será sempre igual, independentemente da densidade dos líquidos. Se um corpo de capacidade térmica igual a 25 cal/ºC recebe calor de uma fonte durante 20 minutos com taxa constante de 50 cal/min, ele sofre uma variação de temperatura, em ºC, igual a. a) 10,0. b) 40,0. c) 50,0. d) 62,5. e) 84,5. Questão 26 – Ao lavar pratos e copos, um cozinheiro verifica que dois copos estão encaixados firmemente, um dentro do outro. Sendo o copo externo feito de alumínio e o interno, de vidro, sobre as formas de separá-los, utilizando os princípios básicos de dilatação térmica, analise os itens a seguir: Dados: os coeficientes de dilatação térmica do alumínio e do vidro são iguais a αAl = 24⋅10 ˉ ⁶ °C ˉ ¹ e αvidro = 0,5⋅10 ˉ ⁶ °C ˉ ¹ respectivamente. I. Aquecendo apenas o copo de vidro. II. Esfriando apenas o copo de alumínio. III. Aquecendo ambos. IV. Esfriando ambos. É correto apenas o que se afirma em. a) Apenas, I e II. b) Apenas III e IV. c) Apenas I e III. d) Apenas, III. e) Apenas I e IV. Questão 27 – Um recipiente tem capacidade de 3000 cm³ a 20 °C e está completamente cheio de um determinado líquido. Ao aquecer o conjunto até 120 °C, transbordam 27 cm³. O coeficiente de dilatação aparentedesse líquido, em relação ao material de que é feito o recipiente, é, em °C ˉ ¹. Questão 28 – Uma barra de 10 metros de alumínio a uma temperatura inicial de 20ºC fica exposta ao sol, sendo sua temperatura elevada para 40ºC. Sabendo que o coeficiente de dilatação do alumínio é αAl = 22.10 -6 ºC-1, calcule a dilatação sofrida pela barra. Questão 29 – Em um calorímetro de capacidade térmica desprezível, foram misturados 200 g de água, inicialmente a 20 °C, e 400 g de ouro, inicialmente a 80°C. Sabendo que os calores específicos da água e do ouro são, respectivamente, 1 cal/g°C e 0,03 cal/g°C. Determine a temperatura final aproximada da mistura. Questão 30 – Pretende-se aquecer e ferver uma amostra de meio litro de água pura, mantida inicialmente na temperatura de 25 ºC, fazendo-se uso de um aquecedor elétrico com potência nominal de 1000 Watts. Sabendo-se que o volume de água a ser aquecido está acondicionado em um recipiente isolado do ambiente, cuja capacidade térmica vale 360 J/ºC e que o calor específico da água é igual a 4180 J/(kg ºC), o tempo necessário para iniciar o processo de vaporização da amostra de água. Questão 31 – Determine o coeficiente de dilatação volumétrico de uma esfera, cujo volume inicial era de 0,5 m³, que variou sua temperatura de 50 ℃ para 100 ℃, variando o seu volume em 0,003 m³. Questão 32 – Recentemente, no Brasil, muita atenção vem sendo dada a produção de biodiesel. A produção de biocombustíveis, seja de biomassa sólida, como lenha ou carvão vegetal, ou líquidos, como o bio-etanol produzidos de cana-de-açúcar, óleo de dendê ou biodiesel produzido pela esterificação de óleos vegetais com metanol ou etanol, pode ter várias justificativas econômicas, sociais e ambientais. As vantagens ambientais do uso de biocombustíveis líquidos para veículos vêm de duas possíveis fontes. Acerca dessas vantagens, julgue os itens a seguir. I - A possível mitigação das emissões de gases ou partículas pelos veículos que são diretamente prejudiciais à saúde humana ou ao meio ambiente, como monóxido de carbono, hidrocarbonetos e óxidos de enxofre e nitrogênio. II- A mitigação das emissões dos gases do chamado efeito estufa, principalmente o dióxido de carbono (CO2). III - A possibilidade de captar recursos internacionais por meio do Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) ou Clean Development Mechanism (CDM) do Acordo de Quioto, ou do mercado internacional de créditos de carbono. É correto apenas o que se afirma em. a) Apenas, I e III. b) Apenas, II e III. c) Apenas, III e IV. d) Apenas, I, II e IV. e) Apenas, I, II, III e IV.