2º Exercício_EAD Físico-Química

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Faculdade Maurício de Nassau
Disciplina EAD Físico-Química 2020
2º Exercício
1-Um sistema termodinâmico é um espaço ou região que é definido por limites reais ou imaginários, que selecionamos com o objetivo de delimitar o estudo da energia e suas transformações. O sistema selecionado poderá ser grande ou pequeno, como, por exemplo, um sistema de refrigeração de uma geladeira, o ar condicionado ou mesmo o gás acondicionado em um cilindro de um compressor. Outra característica que pode ser observada nos sistemas é a definição de sistema fechado ou aberto, onde um sistema fechado pode ser definido como aquele em que somente a energia transpõe seus limites, enquanto, no aberto, tanto a energia quanto certa quantidade de matéria transpõem os limites.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre a termodinâmica e suas características, analise as afirmativas a seguir:
I. Podemos dizer que os sistemas abertos trocam energia e massa com a vizinhança.
II. Podemos dizer que os sistemas fechados trocam energia com a vizinhança, porém, não há a troca de massa.
III. O estado de um sistema é apresentado mediante um conjunto de propriedades que podem ser pressão, temperatura, volume. É uma condição constante do sistema.
IV. Como exemplo de um sistema fechado, podemos considerar um lago, onde a água pode entrar ou sair e pode haver o aquecimento por meio da energia solar.
Está correto apenas o que se afirma em:
Resposta:
I e II
Explicação:
Sistemas abertos são os que trocam massa e energia com a vizinhança; sistemas fechados são aqueles que trocam energia, mas não massa, e sistemas isolados são os que não trocam nem massa nem energia.
2- A Segunda Lei da Termodinâmica tem como uma de suas premissas a impossibilidade de uma máquina produzir apenas o calor a partir de seus ciclos. Podemos então afirmar que nenhuma máquina térmica consegue render 100% de eficiência, uma vez que parte dessa energia é dissipada no ambiente.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os princípios da termodinâmica, podemos dizer que uma característica da Segunda Lei da Termodinâmica é:
4- Em um experimento em laboratório foi observado que um gás ideal sofreu um processo de transformação, absorveu 150 cal de energia sob a forma de calor e expandiu-se. Nesse mesmo processo, foi observado que ele realizou um trabalho de 300 J. Considere 1 cal = 4,2 J.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre variação da energia interna do gás (ΔU), podemos dizer que o valor em J (joules) é de:
A variação da energia interna do gás foi de 330 Joules.
Segundo a Primeira Lei da Termodinâmica, a quantidade de calor trocada com o meio é usada para a realização de um trabalho e/ou atua na variação da energia interna do gás.
Ou seja, em um sistema isolado a variação da energia interna de um gás será igual a diferença da quantidade de calor trocada com o meio e o trabalho realizado por ele.
ΔU = Q - τ
No caso em questão, o trabalho foi de 300 Joules e a quantidade de calor trocada com o meio foi de 150 cal-
1 cal ============== 4,2 joules
150 ==============  x
x = 630 Joules
ΔU = 630 - 300
ΔU = 330 Joules
5- Um refrigerador de uso doméstico é considerado uma máquina térmica invertida, na qual o calor é retirado do congelador a temperatura de -33°C e, em contrapartida, a temperatura do ambiente onde o refrigerador está instalado é de 37°C. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre o equilíbrio de fase, podemos dizer que o trabalho realizado pelo gás, a partir do coeficiente de desempenho do refrigerador de Carnot, é de:
6- Em uma experiência, foi transferido calor para um sistema num total de 250 calorias. Verificou-se que o sistema se expande e realiza um trabalho de 180 joules, havendo um aumento de sua energia interna. Considere que 1 cal é igual a 4,18 joules.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os princípios da termodinâmica, podemos determinar que a quantidade de energia transferida ao sistema e a variação de sua energia interna são, respectivamente:
Convertendo a quantidade de calor (Q) fornecida ao sistema para Joules:
Agora, pela 1ª Lei da Termodinâmica, podemos calcular a variação da energia interna (ΔU):
Resposta: 865 J
7- Considere o comprimento de um fio de alumínio, em estado inicial, medindo 20 m a uma temperatura de 20ºC e leve em conta que seu coeficiente de dilatação linear é  e que a temperatura do aquecimento foi de 60ºC.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os princípios da termodinâmica, pode-se afirmar que o valor da variação de comprimento é de:
Dados:
       Lo = 420 m
       To = 20°C
       T = 60°C
       α = 24.10^-6 °C^-1
    -  Dilatação Linear:
         L = Lo.α.ΔT
         L = 20.24.10^-6.(60-20)
         L = 19 200.10^-6 ou 0,0192 m
B - 
                  - Dilatação Final
                     ΔL = L + Lo
                       ΔL = 0,0192 + 20
                        ΔL = 20 + 0,0192
                          ΔL = 20,0192 m 
8- Trabalho e calor são elementos fundamentais na termodinâmica. O processo de troca e a transformação de energia são fenômenos que acontecem frequentemente na natureza. Podemos citar como exemplo um simples esfregar as mãos, no qual podemos perceber o aumento da temperatura delas. Nessa situação, temos uma transformação da energia mecânica em calor.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre a termodinâmica e sua abordagem sobre trabalho e calor, analise as afirmativas a seguir:
I. A termodinâmica estuda a relação entre o calor e o trabalho, ou seja, estuda os métodos para a transformação e energia térmica em energia de movimento.
II. A termodinâmica foi impulsionada pela necessidade de substituir os homens e animais de atividades. 
III. Na termodinâmica, o trabalho tem uma função essencial, pois ele pode ser considerado o objetivo final quando é idealizada uma máquina térmica.
IV. Podemos dizer que um sistema possui calor e, desse modo, produz o trabalho que vai gerar o movimento das máquinas. 
Está correto apenas o que se afirma em:
9- Um processo termodinâmico é caracterizado por manter fixa uma das variáveis a, que podem ser a temperatura, a pressão, o volume, etc. Além disso, é importante agrupar esses processos em pares e observar que cada variável é mantida constante como um membro de um par conjugado.
Considerando essas informações e os conteúdos estudados sobre os princípios da Termodinâmica, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). 
A sequência correta é V, V, V, V, F
10- Em um experimento realizado em laboratório, um cientista observou a expansão de um determinado gás Y. Considere que o mesmo foi submetido a um coeficiente de calor de Q = 100 J e que o coeficiente de trabalho realizado foi de δ=75 J.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os princípios da termodinâmica, pode-se afirmar que o valor da energia interna:
Resposta: Aumentou 25 J