AOL 2 Questionário

Prévia do material em texto

Avaliação On-Line 2 (AOL 2) – Questionário 
Pergunta 1 
Calcule o trabalho realizado sobre um mol de um gás ideal numa compressão 
isotérmica (T = 400 K) cujo volume final seja corresponda a 1/3 do volume inicial. 
1. +3653,54 J 
2. - 2305,13 J 
3. -3653,54 J 
4. +7307,09 J 
5. -7307,09 J 
2. 
Pergunta 2 
O principal objetivo de uma máquina térmica é fazer um gás realizar trabalho, de modo 
que movimente engrenagens, como turbinas e por consequência gerar torque 
mecânico para um infindável conjunto de aplicações distintas. Como sabemos, de 
acordo com a primeira lei da termodinâmica temos que: 
Fundamentado nesta equação, aponte quando devemos ter a forma mais eficaz de 
realizar trabalho. 
 
Dica: o trabalho realizado pelo gás será máximo quando o calor trocado pelo gás for 
mínimo. 
 
1. Quando o processo térmico ocorrer de forma isotérmica. 
2. Quando a variação de energia interna for nula. 
3. Quando o processo térmico ocorrer de forma isobárica. 
4. Quando o processo ocorrer de forma adiabática. 
5. Quando o processo ou transformação ocorrer de forma isocórica. 
3. 
 
 
Pergunta 3 
De acordo com a definição de trabalho infinitesimal, temos que: 
 
Onde a notação denota que a diferencial do trabalho é inexata. Lembre-se que 
diferenciais exatas são escritas com a letra d à esquerda da variável, como no caso da 
diferencial relativa ao volume (dV). Nas alternativas a seguir, indique qual representa a 
melhor justificativa para denotarmos a diferencial do trabalho como inexata. 
1. De acordo com a teoria matemática de conjuntos e funções, uma variável 
ou expressão matemática só será considerada função se para cada elemento 
do domínio de variáveis ou expressões exista inúmeras imagens. Como o 
trabalho depende do caminho para ser integrável, isto implica que o 
comportamento do trabalho pode apresentar apenas uma imagem por domínio. 
2. De acordo com a teoria matemática de conjuntos e funções, uma 
variável ou expressão matemática só será considerada função se para 
cada elemento do domínio de variáveis ou expressões exista apenas uma 
única imagem. Como o trabalho depende do caminho para ser integrável, 
isto implica que o comportamento do trabalho pode apresentar mais de 
uma imagem por domínio. 
3. A integração da diferencial do trabalho resulta em , ou seja, 
resulta num valor que é resultado de um intervalo discreto. 
4. Independente do caminho percorrido pelo sistema, o trabalho sempre 
resultará no mesmo valor, por isso, dizemos que o trabalho é não integrável. 
5. O trabalho é uma função de estado e, portanto, é não integrável. 
4. 
Pergunta 4 
Do ponto de vista puramente mecanístico, um gás é definido quando? 
1. Não resistir à tensão de cisalhamento, por menor que seja, não possuir 
nem volume e nem forma própria, e for eletricamente carregado. 
2. Se for um estado híbrido, onde se comporta como gás em duas dimensões 
e se comporta como gás na terceira componente dimensional. 
3. Resistir à tensão de cisalhamento. 
4. Não resistir à tensão de cisalhamento, por menor que seja, possuir volume 
próprio, mas não possuir forma própria. 
5. Não resistir à tensão de cisalhamento, por menor que seja, não 
possuir nem volume e nem forma própria, e for eletricamente neutro. 
5. 
Pergunta 5 
Assim como o trabalho, o calor também é não integrável e, portanto, não é uma 
função de estado. Mas o mais notável, com relação ao comportamento destas duas 
variáveis, é que num sistema fechado ambas são dependentes uma da outra e que a 
soma dessas duas variáveis (calor e trabalho) é integrável. Indique abaixo, a 
alternativa que não corresponde a este comportamento simbiótico notável. 
1. O resultado da integração de soma corresponde à 
, onde q e W são valores absolutos e é um valor intervalar discreto. Esta 
é a definição da primeira lei da termodinâmica. 
2. onde o lado direito da igualdade corresponde a 
diferencial exata da energia interna. Esta é a definição da primeira lei da 
termodinâmica. 
3. é integrável e define a primeira lei da termodinâmica, apesar 
de ambas separadas não serem integráveis. A esta soma denominamos 
de diferencial de entalpia. 
4. é integrável e define a primeira lei da termodinâmica, apesar de 
ambas separadas não serem integráveis. A esta soma denominamos de 
diferencial de energia interna. 
5. Apesar de calor e trabalho não serem integráveis separadamente, 
somadas resultam na definição da forma diferencial da energia interna. Isto 
implica em: na natureza é impossível criar ou destruir energia, mas apenas 
transformá-la. 
6. 
 
 
Pergunta 6 
O laureado com o Prêmio Nobel de física em 1910, Johannes Diderik van der Waals 
propôs ajustes ao modelo dos gases ideais com inserções de parâmetros empíricos, 
oriundos de observações experimentais, onde: 
 
Fundamentado na proposta de van der Waals, indique qual a diferença entre 
parâmetro (a e b) e variáveis de um sistema gasoso (p, V, T e n). 
1. A diferença entre variáveis e parâmetros consiste, essencialmente, em que 
os parâmetros podem assumir qualquer valor independente da natureza do 
gás, mas as variáveis assumem valores diferentes de acordo com à natureza 
do gás, ou seja, assumem valores diferentes para diferentes gases, mas é 
constante para o mesmo gás, independente das condições do sistema. 
2. A diferença entre parâmetro e variáveis consiste no fato que parâmetros 
são medidas de origem química e as variáveis são de origem física. 
3. A diferença entre variáveis e parâmetros consiste, essencialmente, em 
que as variáveis podem assumir qualquer valor independente da natureza 
do gás, mas os parâmetros assumem valores diferentes de acordo com à 
natureza do gás, ou seja, assumem valores diferentes para diferentes 
gases, mas é constante para o mesmo gás, independente das condições 
do sistema. 
4. Os parâmetros a e b são respectivamente, correção volumétrica para as 
moléculas dos gases e correções de interações de atração e repulsão entre as 
partículas. 
5. Não existem diferenças físicas ou químicas entre parâmetros e variáveis. 
7. 
Pergunta 7 
De acordo com a visão clássica para gases, Clapeyron propôs que: 
pV=nRTZ 
Que corresponde à equação dos gases, onde especificamente, Z é definido como o 
fator de compressibilidade. Fundamentado na equação e na definição de Z, indique 
qual a condição de idealidade de um gás. 
1. Para um sistema térmico aberto, podemos admitir que as variáveis 
mecânicas dos gases ideais são: p, V, T e n já que R é constante e Z é 
unitário. 
2. Para um sistema térmico fechado, podemos admitir que as variáveis 
mecânicas dos gases ideais são: p, V e T, já que n e R são constantes e Z é 
unitário. 
3. Para um sistema térmico aberto, podemos admitir que as variáveis 
mecânicas dos gases ideais são: p, V, T e n já que R é constante e Z é 
arbitrário. 
4. Para um sistema térmico aberto, podemos admitir que as variáveis 
mecânicas dos gases ideais são: p, V e T, já que n e R são constantes e Z é 
arbitrário. 
5. Para um sistema térmico fechado, podemos admitir que as variáveis 
mecânicas dos gases ideais são: p, V e T, já que n e R são constantes e Z é 
arbitrário. 
8. 
Pergunta 8 
Num trocador de calor ideal espera-se que o mesmo não realize trabalho. De acordo 
com a primeira lei da termodinâmica, aponte qual a condição ou processo térmico que 
o trocador de calor deverá operar. 
1. Deverá operar num regime isotérmico 
2. Deverá operar num regime adiabático 
3. Deverá operar num regime isocórico 
4. Não há como um trocador de calor ideal perder energia interna. 
5. Deverá operar num regime isobárico 
9. 
 
 
 
 
Pergunta 9 
De acordo com a teoria cinética dos gases, definimos a forma diferencial da energia 
interna para um gás ideal monoatômico como sendo: 
 
Admitindo que o sistema seja fechado, temos que n é constante, consequentemente o 
produto é todo formado por constantes, que definimos como: 
1. Capacidadecalorífica a volume constante, onde 1/2 é correspondente ao 
grau de liberdade translacional. 
2. Produto universal dos gases monoatômicos. 
3. Capacidade calorífica a pressão constante, onde 3 é correspondente ao 
grau de liberdade translacional. 
4. Capacidade calorífica a volume constante, onde 3 é correspondente 
ao grau de liberdade translacional. 
5. Capacidade calorífica a pressão constante, onde 1/2 é correspondente ao 
grau de liberdade translacional. 
10. 
Pergunta 10 
Sabe-se que um mol de um determinado gás ideal é aquecido isotermicamente, de 
modo que o volume final atinja 3 vezes o valor correspondente ao volume inicial, a 
uma temperatura de 400 K. Admitindo que a constante universal dos gases R seja 
8,314 J/(mol.K), determine o calor necessário para que haja essa expansão. 
1. 7307,09 J 
2. 2740,15 J 
3. 1826,77 J 
4. 2305,13 J 
5. 3653,54 J