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1. O que é a Mecânica Estatística?
A) O estudo dos sistemas em equilíbrio térmico.
B) O estudo das partículas subatômicas e suas interações.
C) A descrição do comportamento de sistemas macroscópicos a partir do
comportamento microscópico das partículas.
D) A análise de sistemas em movimento constante.
Resposta correta: C) A descrição do comportamento de sistemas macroscópicos a partir
do comportamento microscópico das partículas.
Explicação: A Mecânica Estatística usa a estatística para estudar o comportamento de
sistemas compostos por um grande número de partículas, relacionando as
propriedades microscópicas com as propriedades macroscópicas.
2. Qual é a principal diferença entre termodinâmica e mecânica estatística?
A) A termodinâmica descreve sistemas microscópicos, enquanto a mecânica estatística
descreve sistemas macroscópicos.
B) A termodinâmica é baseada em leis experimentais, enquanto a mecânica estatística
parte das propriedades microscópicas das partículas.
C) A termodinâmica não usa estatísticas, enquanto a mecânica estatística usa.
D) Não há diferença entre as duas.
Resposta correta: B) A termodinâmica é baseada em leis experimentais, enquanto a
mecânica estatística parte das propriedades microscópicas das partículas.
Explicação: A termodinâmica usa abordagens macroscópicas, baseadas em leis
empíricas, enquanto a mecânica estatística faz a ponte entre os comportamentos
microscópicos das partículas e as propriedades macroscópicas observáveis.
3. O que é a distribuição de Maxwell-Boltzmann?
A) A distribuição das velocidades de partículas em um sistema em equilíbrio térmico.
B) A distribuição de energia potencial das partículas em um sistema.
C) A distribuição do número de partículas em função da temperatura.
D) A distribuição do número de partículas em função da massa.
Resposta correta: A) A distribuição das velocidades de partículas em um sistema em
equilíbrio térmico.
Explicação: A distribuição de Maxwell-Boltzmann descreve a distribuição das
velocidades das partículas em um gás ideal em equilíbrio térmico. Ela é fundamental
para a compreensão do comportamento estatístico dos gases.
4. O que é a função de partição na mecânica estatística?
A) Uma função que descreve a energia de um sistema em diferentes estados.
B) Uma função que descreve as probabilidades dos diferentes estados energéticos de
um sistema.
C) A função que calcula a pressão de um gás ideal.
D) A função que descreve o equilíbrio térmico entre dois sistemas.
Resposta correta: B) Uma função que descreve as probabilidades dos diferentes
estados energéticos de um sistema.
Explicação: A função de partição é uma ferramenta central na mecânica estatística,
pois ela permite calcular a distribuição de probabilidades dos estados energéticos de
um sistema, e a partir disso derivar grandezas macroscópicas como energia média,
entropia e pressão.
5. Qual é a relação entre a temperatura e a energia média das partículas de um gás
ideal em equilíbrio térmico?
A) A temperatura é inversamente proporcional à energia média das partículas.
B) A temperatura é diretamente proporcional à energia média das partículas.
C) A temperatura não influencia a energia média das partículas.
D) A temperatura é inversamente proporcional ao quadrado da energia média.
Resposta correta: B) A temperatura é diretamente proporcional à energia média das
partículas.
Explicação: No contexto de gases ideais, a energia média das partículas é diretamente
proporcional à temperatura, de acordo com a equação
E
m
e
■
dia
=
2
3
k
B
T, onde
k
B
é a constante de Boltzmann e
T é a temperatura.
6. O que é o princípio da máxima entropia (princípio de Gibbs)?
A) A entropia de um sistema isolado tende a zero.
B) A entropia de um sistema atinge o valor máximo quando o sistema está em
equilíbrio.
C) A entropia é invariável em todos os processos termodinâmicos.
D) A entropia só pode ser calculada a partir da função de partição.
Resposta correta: B) A entropia de um sistema atinge o valor máximo quando o sistema
está em equilíbrio.
Explicação: O princípio da máxima entropia afirma que, em um sistema isolado, a
entropia (medida da desordem) tende a maximizar quando o sistema alcança o
equilíbrio, sendo esse o estado mais provável.
7. O que significa a equação de estado
PV=Nk
B
T para um gás ideal?
A) Relaciona o volume, a pressão e a temperatura de um gás ideal em termos das
propriedades microscópicas das partículas.
B) Descreve a relação entre a densidade e a temperatura de um gás ideal.
C) Relaciona o trabalho realizado por um gás ideal com sua temperatura.
D) Descreve a energia total de um gás ideal.
Resposta correta: A) Relaciona o volume, a pressão e a temperatura de um gás ideal
em termos das propriedades microscópicas das partículas.
Explicação: A equação de estado
PV=Nk
B
T, conhecida como equação dos gases ideais, descreve como a pressão, o volume e a
temperatura de um gás ideal estão relacionados, onde
N é o número de partículas,
k
B
é a constante de Boltzmann e
T é a temperatura.
8. O que é o conceito de "flutuação" em sistemas termodinâmicos?
A) A variação das grandezas macroscópicas de um sistema devido a mudanças
externas.
B) A variação espontânea das grandezas macroscópicas de um sistema em equilíbrio
térmico.
C) A mudança no estado de energia de um sistema.
D) A variação do número de partículas em um sistema.
Resposta correta: B) A variação espontânea das grandezas macroscópicas de um
sistema em equilíbrio térmico.
Explicação: Flutuações são variações temporárias nas grandezas termodinâmicas
(como energia ou número de partículas) em sistemas que estão em equilíbrio térmico,
mas que podem apresentar flutuações devido à natureza estatística das partículas.
9. O que é a entropia no contexto da mecânica estatística?
A) A medida da ordem ou da energia total de um sistema.
B) A medida da desordem ou do número de microestados possíveis de um sistema.
C) A medida da quantidade de energia que pode ser convertida em trabalho.
D) A medida da temperatura de um sistema.
Resposta correta: B) A medida da desordem ou do número de microestados possíveis
de um sistema.
Explicação: Na mecânica estatística, a entropia é interpretada como a medida da
desordem ou da quantidade de microestados possíveis para um sistema, sendo
diretamente relacionada ao número de formas pelas quais as partículas podem ser
organizadas.
10. O que é o conceito de "distribuição de Bose-Einstein"?
A) A distribuição das velocidades de partículas em um sistema com partículas idênticas
e não interativas.
B) A distribuição de partículas em sistemas com partículas idênticas que obedecem à
estatística de Bose.
C) A distribuição de energia em sistemas clássicos.
D) A distribuição das energias potenciais de um sistema em equilíbrio.
Resposta correta: B) A distribuição de partículas em sistemas com partículas idênticas
que obedecem à estatística de Bose.
Explicação: A distribuição de Bose-Einstein descreve a distribuição de partículas em
sistemas de partículas idênticas que obedecem à estatística de Bose, como os bosons.
Ela é particularmente relevante em fenômenos como a condensação de Bose-Einstein.