Avaliação On-Line 2 (AOL 2) - Físico-Química

Prévia do material em texto

34326 . 7 - Físico-Química - 20211.A 
Avaliação On-Line 2 (AOL 2) – Questionário 
 
Pergunta 1 
 
A Primeira Lei da Termodinâmica, também conhecida como lei da conservação da energia, tem 
por base o conceito de que um sistema isolado em qualquer parte do universo possui uma 
quantidade de energia mensurável chamada de energia interna (U) do sistema. O valor de U 
pode apenas ser alterado se o sistema deixar de estar isolado. Nessas circunstâncias, o valor 
de U pode ser alterado por transferência de massa para ou do sistema, por transferência de 
calor (Q) para ou do sistema ou pela realização de trabalho (W) sobre ou pelo sistema. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre a Primeira Lei da 
Termodinâmica, podemos dizer que: 
 
a) em uma transformação isotérmica, a variação da energia interna não é nula. 
b) uma transformação isocórica não dispensa a realização de trabalho. 
c) em uma transformação adiabática, o trabalho será realizado sobre gás quando a 
variação da energia interna é negativa. 
d) a Primeira Lei da termodinâmica diz que o calor fornecido a um gás é igual à soma 
entre a variação de energia interna e trabalho trocado pelo gás. 
e) a Primeira Lei da Termodinâmica não trata da conservação da energia. 
 
Pergunta 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: 
 
a) entalpia. 
b) compressão. 
c) irreversibilidade. 
d) expansão. 
e) dilatação. 
 
Pergunta 3 
 
Em uma simulação, foi considerado um trilho de ferro que tem medida de 25 m de 
comprimento e cuja temperatura é de 10ºC. Consideramos também o coeficiente de dilatação 
linear, que é de αFe igual a 12.10-6ºC-1. Após a simulação, a temperatura final foi de 45°C. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os princípios da 
termodinâmica, pode-se afirmar que o valor da variação de comprimento em milímetros e o 
comprimento final do trilho são de: 
 
a) ΔL= 0,1305 m e L= 25,1305 m. 
b) ΔL= 0,0105 m e L= 25,0105 m. 
c) ΔL= 0,105 m e L= 25,105 m. 
d) ΔL= 0,305 m e L= 25,305 m. 
e) ΔL= 1,05 m e L= 26,05 m. 
RESOLUÇÃO: 
ΔL = Variação do comprimento = ? 
Lo = Comprimento inicial = 25m 
α = Coeficiente de dilatação linear = 12.10⁻6°C⁻¹ 
ΔT = Variação de temperatura = 45 – 10 = 35º 
 
ΔL = Lo. α. ΔT 
ΔL= 25.12x10⁻6.C⁻¹.35 
ΔL= 10500x10-6 (10-6 = 10500/1000000) 
ΔL= 21x20-3 (20-3 = 21/2000) 
ΔL= 0,0105 
 
Lf= Lo + ΔL 
Lf= 25 + 0,0105m 
Lf= 25,0105m 
 
Pergunta 4 
 
O diagrama de fases demonstra muitos fenômenos que ocorrem no nosso dia a dia. O simples 
patinar no gelo é um exemplo. A forma como os patins deslizam no gelo pode ser explicada 
pelo seguinte processo: uma vez que os pés encostam no gelo, eles exercem uma pressão e há 
o derretimento do gelo momentaneamente, ficando líquido. Quando acaba a pressão, ele 
retorna ao estado de gelo. 
Observando o diagrama de fase podemos ver as indicações das condições de temperatura e 
pressão importantes para obter um elemento em determinado estado físico (sólido, líquido ou 
gasoso). 
 
 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre o diagrama e suas 
características, analise as afirmativas a seguir: 
I. No ponto triplo (1), coexistem as três fases do equilíbrio. 
II. Na curva de solidificação, observamos a coexistência das fases sólida e líquida. 
III. Na curva de sublimação, observamos a coexistência das fases sólida e a fase liquida. 
IV. Na curva de ebulição, observamos a coexistência das fases líquida e vapor. 
Está correto apenas o que se afirma em: 
 
a) I, III e IV. 
b) I, II e III. 
c) II e IV. 
d) I e IV. 
e) I, II e IV. 
 
Pergunta 5 
 
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: 
 
a) I e II. 
b) I, II e III. 
c) I e III. 
d) I, II e IV. 
e) III e IV. 
 
 
Pergunta 6 
 
A ciência termodinâmica tem seu desenvolvimento a partir da busca pelo aprimoramento das 
máquinas durante o período conhecido como Revolução Industrial. Um dos objetivos do 
estudo era, portanto, a melhoria da eficiência dos processos da época. Na atualidade, 
podemos observar que esse conhecimento está aplicado em diversas situações do dia a dia. 
Como exemplo, podemos mencionar os refrigeradores, os motores dos automóveis, entre 
outros. As leis fundamentais que regem os princípios da termodinâmica afirmam que o calor se 
transforma em trabalho e vice-versa. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os princípios da 
Termodinâmica, analise as informações a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para 
a(s) falsa(s). 
I. ( ) A Termodinâmica está relacionada ao princípio da conservação da energia. 
II. ( ) Segundo a Segunda Lei da Termodinâmica, não é possível a conversão integral do calor 
em outra forma de energia. 
III. ( ) A Termodinâmica está relacionada às condições para a obtenção do equilíbrio térmico. 
IV. ( ) A Terceira Lei da Termodinâmica surge como uma tentativa de estabelecer um ponto de 
referência absoluto que determine a entalpia. 
V. ( ) Em um sistema termodinâmico pode existir um ou vários corpos que se relacionam. Esse 
sistema pode ser definido como: aberto, fechado ou isolado. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
 
a) F, V, F, V, F. 
b) V, F, V, V, F. 
c) V, V, V, F, V. 
d) F, F, V, V, V. 
e) V, F, V, F, V. 
 
Pergunta 7 
 
Certa quantidade de um gás é mantida isobaricamente dentro de um cilindro com o auxílio de 
um êmbolo, que pode deslizar livremente. Considere que o peso do êmbolo somado ao peso 
da coluna de ar equivale a 400 N. Uma quantidade de 40 J de calor é, então, transferida 
lentamente para o gás. Nesse processo, o êmbolo se eleva de 0,02 m e a temperatura do gás 
aumenta 30 °C. 
 
 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os princípios da 
termodinâmica, podemos dizer que o trabalho realizado pelo gás foi de: 
 
a) δ = 80 J. 
b) δ = 800 J. 
c) δ = 40 J. 
d) δ = 0,8 J. 
e) δ = 8,0 J. 
 
 
 
 
RESOLUÇÃO: 
δ = F x D 
δ = 400 x 0,02 = 8J 
O trabalho realizado pelo gás é de 8J 
 
Pergunta 8 
 
Considere um experimento realizado em laboratório por um cientista, no qual um gás X foi 
submetido a um processo sob pressão constante de 400 N/m2 e a quantidade de calor trocada 
foi de –50J. Foi observado que o experimento teve como resultado a redução do volume do 
gás em 0,25m3. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado 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). 
I. ( ) Quantidade de trabalho realizada pelo gás. 
II. ( ) A variação da energia interna é de -150 J. 
III. ( ) O gás recebe 50 J de calor.IV. ( ) O gás cede 50 J de calor. 
V. ( ) A variação de temperatura desse gás é negativa. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
 
a) F, V, F, V, F. 
b) V, F, V, F, V. 
c) V, V, F, V, V. 
d) V, F, V, V, F. 
e) F, F, V, V, V. 
 
RESOLUÇÃO: 
T = P. ΔV 
T = 400. (- 0,25) 
T = - 100 Joules 
A variação da energia interna do gás pode ser calculada pela seguinte equação: 
ΔU = 3/2. P. ΔV 
ΔU = 3/2 (- 100) 
ΔU = - 150 Joules 
De acordo com a Primeira Lei da Termodinâmica, sabemos que: 
ΔU = Q - T 
- 150 = Q - (-100) 
Q = - 250 Joules 
Esse calor é negativo, ou seja, foi cedido para o meio externo. 
Como a variação da energia interna é negativa, a variação da temperatura também é 
negativa. 
O gás cede essa quantidade de calor para o meio. 
 
Pergunta 9 
 
Em um experimento realizado em laboratório, um cientista observou a expansão de um 
determinado gás Y. Considere que o mesmo foi submetido a um calor de Q = 100 J e que o 
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: 
 
a) aumentou 175 J. 
b) aumentou 125 J. 
c) diminuiu 75 J. 
d) diminuiu 25 J. 
e) aumentou 25 J. 
 
Pergunta 10 
 
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). 
I. ( ) O processo adiabático é aquele que ocorre sem a transferência de calor. 
II. ( ) O processo isobárico é aquele no qual se verifica pressão constante. 
III. ( ) O processo isotérmico é aquele no qual se verifica temperatura constante. 
IV. ( ) O processo isocórico é aquele no qual se verifica volume constante. 
V. ( ) O processo isométrico é aquele no qual se verifica calor constante. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
 
a) V, F, V, V, F. 
b) V, F, V, F, V. 
c) F, V, F, V, F. 
d) V, V, V, V, F. 
e) F, F, V, V, V.