Balanço de energia

Prévia do material em texto

Balanço de energia 
Em um sistema fechado, o balanco de energia e definido principalmente por qual principio?
a) Lei da Gravitacao Universal
b) Primeira Lei da Termodinamica
c) Segunda Lei da Termodinamica
d) Lei de Boyle-Mariotte
Resposta explicativa: A primeira lei da termodinamica estabelece que a energia nao pode ser criada
nem destruida, apenas transformada. Portanto, o balanco de energia em um sistema fechado leva
em consideracao todas as formas de energia que entram e saem do sistema, incluindo trabalho e
calor.
Qual e a principal diferenca entre energia interna e energia total de um sistema?
a) Energia interna inclui trabalho e calor; energia total nao
b) Energia total inclui energia cinetica e potencial, enquanto a interna nao
c) Energia interna e medida em joules, e energia total em calorias
d) Energia interna e constante, enquanto a energia total nunca e
Resposta explicativa: A energia total de um sistema e a soma da energia interna, da energia
cinetica e da energia potencial. A energia interna refere-se apenas a energia associada as
moleculas do sistema, como energia termica e quimica, e nao inclui movimento ou posicao do
sistema como um todo.
Quando um fluido realiza trabalho ao expandir-se contra uma pressao constante, qual expressao
representa corretamente esse trabalho?
a)
W=PV
b)
W=PV
c)
W=U+Q
d)
W=mcT
Resposta explicativa: O trabalho realizado por um fluido em expansao a pressao constante e dado
por
W=PV, onde
V e a variacao de volume. Essa relacao vem diretamente da definicao de trabalho mecanico em
termodinamica.
Em um balanco de energia para um sistema aberto, quais sao os principais termos considerados?
a) Energia cinetica e energia potencial apenas
b) Calor, trabalho, energia de entrada e saida de massa
c) Somente calor e trabalho
d) Energia nuclear e energia eletrica
Resposta explicativa: Para sistemas abertos, como tubulacoes e turbinas, alem do calor e do
trabalho, e fundamental considerar a energia associada a massa que entra e sai do sistema,
incluindo energia cinetica, potencial e entalpia da corrente de massa.
Qual das seguintes afirmacoes descreve corretamente a entalpia
H de um sistema?
a) E a energia total do sistema menos a energia cinetica
b) E a soma da energia interna e do produto da pressao pelo volume
c) E o calor especifico multiplicado pela massa e pela temperatura
d) E apenas a energia associada ao movimento das moleculas
Resposta explicativa: A entalpia
H e definida como
H=U+PV, ou seja, e a soma da energia interna
U com o produto da pressao pelo volume do sistema. E util em processos de fluxo, como em
trocadores de calor e turbinas, porque facilita a analise do calor transferido a pressao constante.
Em um processo adiabatico, o balanco de energia do sistema pode ser simplificado porque:
a) Nao ha transferencia de calor com o ambiente
b) O trabalho realizado e sempre zero
c) A energia cinetica e constante
d) A energia potencial e desprezivel
Resposta explicativa: Um processo e adiabatico quando nao ocorre transferencia de calor entre o
sistema e o ambiente (
Q=0). Assim, qualquer variacao na energia interna do sistema se deve exclusivamente ao trabalho
realizado ou recebido.
O que ocorre com a energia interna de um gas ideal quando ele sofre aquecimento a volume
constante?
a) Permanece constante
b) Aumenta devido a absorcao de calor
c) Diminui porque o volume nao muda
d) Se transforma totalmente em energia cinetica do sistema
Resposta explicativa: Para um processo a volume constante (
V=0), o trabalho realizado pelo sistema e zero. Portanto, toda a energia fornecida ao sistema na
forma de calor aumenta a energia interna do gas, elevando sua temperatura.
Em um balanco de energia, a equacao geral do sistema aberto inclui o termo de entalpia de massa
fluindo. Qual a razao disso?
a) Porque a entalpia representa apenas a energia termica do fluido
b) Porque a entalpia inclui energia interna e energia de fluxo associada ao volume e pressao
c) Porque a energia cinetica nao existe em sistemas abertos
d) Porque o calor transferido e sempre igual a entalpia
Resposta explicativa: A entalpia inclui a energia interna e a energia de fluxo (
PV) de uma massa em movimento. Isso permite considerar corretamente a energia transportada
por um fluido em sistemas abertos, como dutos, bombas e turbinas.
Qual e o efeito de um processo isotermico sobre a energia interna de um gas ideal?
a) A energia interna aumenta
b) A energia interna diminui
c) A energia interna permanece constante
d) A energia interna se transforma em entalpia
Resposta explicativa: Em um processo isotermico, a temperatura do gas permanece constante.
Como a energia interna de um gas ideal depende apenas da temperatura, ela nao se altera.
Qualquer calor fornecido ao sistema e convertido em trabalho realizado pelo gas ou sobre ele.
Em uma analise de balanco de energia para um trocador de calor, o que se assume geralmente
sobre o trabalho realizado pelo fluido?
a) Que e sempre igual a energia cinetica
b) Que e desprezivel em comparacao com o calor transferido
c) Que e igual a entalpia total
d) Que depende exclusivamente da energia potencial
Resposta explicativa: Nos trocadores de calor, o objetivo principal e a transferencia de calor entre
correntes de fluido. Normalmente, o trabalho mecanico realizado pelo fluido e desprezivel,
permitindo simplificar o balanco de energia apenas considerando calor e variacao de entalpia.
Para um fluido em movimento dentro de uma tubulacao, qual termo de energia deve ser incluido no
balanco alem da entalpia?
a) Energia nuclear
b) Energia cinetica e potencial
c) Energia de ligacao quimica
d) Energia sonora
Resposta explicativa: Em sistemas de fluxo, a energia transportada pela massa inclui entalpia,
energia cinetica (
1
2
1
mv
2
) e energia potencial (
mgz), pois a velocidade e a altura do fluido influenciam diretamente no balanco de energia.
Durante um processo de expansao livre (expansao para um volume maior sem resistencia), como
se comporta o trabalho realizado pelo sistema?
a) E maximo
b) E zero
c) Depende da energia cinetica
d) E igual ao calor fornecido
Resposta explicativa: Na expansao livre, nao ha resistencia externa ao movimento do fluido,
portanto o sistema nao realiza trabalho (
W=0). Qualquer variacao de energia interna nao resulta em trabalho mecanico externo.
Qual e a interpretacao fisica da primeira lei da termodinamica aplicada a uma maquina termica?
a) A maquina cria energia para produzir trabalho
b) O trabalho realizado pela maquina e sempre igual ao calor fornecido
c) A energia fornecida como calor e parcialmente convertida em trabalho, e o restante e rejeitado
d) A energia interna da maquina permanece constante
Resposta explicativa: A primeira lei da termodinamica estabelece que a energia fornecida a
maquina como calor pode ser parcialmente convertida em trabalho. O restante do calor e rejeitado
ao ambiente, mantendo o balanco energetico consistente com a conservacao da energia.
Em um processo ciclico de um motor termico, qual e a variacao total de energia interna do fluido ao
final do ciclo?
a) Positiva
b) Negativa
c) Zero
d) Igual ao trabalho realizado
Resposta explicativa: Em um ciclo completo, o fluido retorna ao estado inicial. Portanto, a variacao
total de energia interna e zero (
U=0), e o trabalho realizado pelo sistema e igual ao calor liquido fornecido durante o ciclo.
Em uma analise de energia, por que e importante distinguir entre calor e trabalho?
a) Porque ambos podem ser medidos em diferentes unidades
b) Porque calor e energia em transito devido a diferenca de temperatura, enquanto trabalho e
energia em transito devido a uma forca
c) Porque calor aumenta a energia cinetica e trabalho a energia potencial
d) Porque apenas o trabalho contribui para a entalpia
Resposta explicativa: Calor e trabalho sao formas de transferencia de energia, mas tem origens
diferentes: calor ocorre devido a diferencade temperatura, enquanto trabalho resulta da aplicacao
de forca sobre uma distancia ou volume. Diferenciar esses termos e essencial para aplicar
corretamente o balanco de energia.
Qual e a relacao entre o fluxo de calor
Q, a variacao de energia interna
U e o trabalho
W em um sistema fechado?
a)
Q=UW
b)
U=Q+W
c)
W=Q+U
d)
U=QW
Resposta explicativa: A primeira lei da termodinamica para sistemas fechados e expressa como
U=QW, se adotarmos a convencao de que
W e o trabalho realizado pelo sistema sobre o ambiente. Assim, qualquer energia que entra como
calor ou sai como trabalho e contabilizada no balanco energetico.
Ao realizar um balanco de energia para um sistema estacionario, qual termo geralmente e
considerado constante ao longo do tempo?
a) Energia cinetica
b) Energia potencial
c) Energia interna
d) Energia total do sistema
Resposta explicativa: Em sistemas estacionarios, as propriedades do sistema nao mudam com o
tempo. Assim, a energia total dentro do controle pode ser considerada constante, e o balanco se
concentra na entrada e saida de energia atraves de calor, trabalho e fluxo de massa.
Em um processo politropico
PV
n
=constante, qual e a importancia do expoente
n no balanco de energia?
a) Define a energia interna do sistema
b) Determina a relacao entre calor e trabalho durante o processo
c) Representa a entalpia total
d) E irrelevante para o balanco de energia
Resposta explicativa: O expoente
n define como pressao e volume variam durante o processo. Isso afeta diretamente o trabalho
realizado e, consequentemente, a quantidade de energia que entra ou sai do sistema como calor,
sendo essencial para calcular o balanco energetico corretamente.
Para um fluido incompressivel, como a variacao de volume afeta o balanco de energia?
a) O volume variavel altera significativamente a entalpia
b) O volume constante simplifica o balanco, ja que o trabalho de pressao e zero
c) O trabalho realizado depende apenas da energia cinetica
d) A energia interna aumenta proporcionalmente a pressao
Resposta explicativa: Para fluidos incompressiveis, o volume praticamente nao muda (
V0). Isso significa que o trabalho realizado por expansao ou compressao e desprezivel,
simplificando o balanco de energia, que passa a depender principalmente de calor, energia cinetica
e potencial.
Qual das situacoes a seguir exige a consideracao de energia cinetica no balanco de energia?
a) Um bloco em repouso
b) Um fluido em escoamento rapido por um duto
c) Um gas confinado em um recipiente fixo
d) Uma reacao quimica estatica
Resposta explicativa: Quando ha movimento significativo do fluido, como em escoamentos rapidos,
a energia cinetica (
1
2
1
mv
2
) pode ser relevante e deve ser incluida no balanco de energia. Em sistemas estaticos ou quase
sem movimento, ela geralmente pode ser desprezada.
Se voce quiser, posso continuar e criar mais 30 perguntas detalhadas para atingir um documento
acima de 1000 palavras. Isso vai gerar uma lista completa com variacoes de niveis de dificuldade.
Quer que eu faca isso?