Avaliação Final (Objetiva) - Laboratório 6_Física e Mecânica Experimental (EEA120)

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Disciplina: Laboratório 6: Física e Mecânica Experimental (EEA120) 
Avaliação: Avaliação Final (Objetiva) - Individual Semipresencial ( Cod.:447665) ( peso.:3,00) 
Prova: 11903054 
Nota da Prova: 8,00 
 
Legenda: Resposta Certa Sua Resposta Errada Questão Cancelada 
1. Suponha que você tenha encontrado um bloco de 1 kg de um material metálico, cuja procedência. 
Observa-se que para alterar a medida de sua temperatura em 120 K, é necessário conceder ao material 
cerca de 16800 J. Sobre a fenomenologia que suporta a teoria do calor e da temperatura, analise o quadro 
a seguir e assinale a alternativa CORRETA: 
 
 a) O metal é o mercúrio. 
 b) O metal é o alumínio. 
 c) O metal é o cobre. 
 d) O metal é a prata. 
 
2. Suponha que você esteja trabalhando no projeto de um revestimento cerâmico para cobrir uma peça 
tubular de um motor que opera em alta temperatura, mas cujo calor cedido ao ambiente pode danificar o 
mecanismo e torná-lo menos eficiente. Para evitar também o superaquecimento do material é aceitável 
para a peça uma perda limiar de calor de 190 J/s, que será revestida por uma camada cerâmica de área 1.5 
m^2. Sabendo que a diferença de temperatura entre o interior e o exterior do tubo pode atingir no 
máximo 80 K e que a condutividade térmica do material cerâmico que o reveste é de 0.040 W/mK, 
analise as sentenças a seguir: 
 
I- A espessura da camada cerâmica deverá ter 2.53 cm. 
II- Após um minuto de uso, a quantidade de calor cedida ao ambiente será de 11400 J. 
III- Quanto maior o valor da condutividade térmica do revestimento, maior será o isolamento térmico do 
material revestido. 
IV- A potência térmica cedida pela peça ao ambiente será de 290 W. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 a) As sentenças I e III estão corretas. 
 b) As sentenças I e II estão corretas. 
 c) As sentenças III e IV estão corretas. 
 d) As sentenças II e IV estão corretas. 
 
3. Suponha que você esteja trabalhando com um gás ideal, de modo que você pretende estudar os processos 
de transferência de calor e trabalho realizado pelo ou sobre o gás. Sobre a fenomenologia, que suporta a 
teoria dos gases ideais, assinale a alternativa CORRETA: 
 a) De acordo com a lei de Boyle, o produto entre a pressão de um gás e o volume que ele ocupa se 
mantém constante no tempo. 
 b) De acordo com a lei de Charles, o produto entre a pressão de um gás e o volume que ele ocupa se 
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mantém constante no tempo. 
 c) De acordo com a lei de Boyle, o produto entre a temperatura de um gás e o volume que ele ocupa se 
mantém constante no tempo. 
 d) De acordo com a lei de Charles, o produto entre a temperatura de um gás e o volume que ele ocupa se 
mantém constante no tempo. 
 
4. A dilação e a contração dos corpos é um tema de atenção da engenharias, tanto daquelas que planejam 
peças automotivas ou mecânicas, como daquelas que desenvolvem técnicas e materiais para a construção 
civil. Devido à amplitude térmica a que esses equipamentos são submetidos, é muito comum que eles 
"trabalhem" em um intervalo periódico. Sobre os conceitos termodinâmicos relacionados à dilatação e a 
contração dos corpos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) Estruturas de concreto, projetadas para o transporte alçado de carros e pessoas, comumente 
apresentam conexões espaçadas, com o intuito de absorver alterações frequentes em suas dimensões. 
( ) A rigidez de uma construção civil é símbolo de sua capacidade de resistir às alterações climáticas 
diárias; dessa forma, os projetistas pensam em construções capazes de absorver todo o calor e conduzi-lo, 
através de sua superfície, até o solo, criando assim um exemplo mastodôntico e contundente de aplicação 
da lei zero da termodinâmica. 
( ) Uma forma muito eficiente de contornar o problema da criação de espaços adicionais, entre 
conexões em pontes ou discos de engrenagens, para a comportar a dilatação ou a compressão dos 
materiais é através de dispositivos que resfriam essas superfícies o tempo todo, mantendo-as sempre à 
mesma temperatura. 
( ) Peças automotivas como discos de freio ou engrenagens normalmente são projetadas com furos 
cuidadosamente planejados, que comportam as dilatações e as compressões sem alterar 
significativamente o seu desempenho técnicos. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 a) F - F - V - F. 
 b) V - V - F - V. 
 c) F - V - F - V. 
 d) V - F - F - V. 
 
 
Os corpos que absorvem ou emitem calor passam por transformações drásticas em suas propriedades, 
principalmente naquelas que definem a equação de estado (P,V,T). Considerando também os efeitos 
desses processos sobre a energia interna, os trabalhos realizados e o calores envolvidos, podemos 
conceber uma separação entre os tipos de capacidades térmicas ao volume ou à pressão constantes. Sobre 
os processos termodinâmicos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) O índice adiabático representa uma quantidade adimensional que nos diz, por exemplo, quanto a 
mais de calor deve ser adicionado a um sistema termicamente isolado e com êmbolo livre para se mover 
(Volume variável), em comparação ao caso com êmbolo fixo (Volume constante), para atingirmos uma 
determinada temperatura. 
( ) Tomando o mesmo número de mols de dois gases ideais distintos, aquele que apresentar uma menor 
capacidade térmica, a pressão constante será aquele cuja energia interna terá o maior intervalo de 
variação, considerando-se a mesma variação de temperatura. 
( ) Tomando o mesmo número de mols de dois gases ideais distintos, aquele que apresentar uma maior 
capacidade térmica a volume constante será aquele cuja energia interna terá o maior intervalo de 
variação, considerando-se a mesma variação de temperatura. 
( ) O trabalho realizado por um sistema, para movê-lo por uma determinada variação positiva de 
temperatura é equivalente à diferença entre os calores absorvidos pela pressão e o volume constantes. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 a) V - V - F - V. 
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 b) V - F - V - V. 
 c) F - V - V - V. 
 d) F - F - V - F. 
 * Observação: A questão número 5 foi Cancelada. 
 
6. Imagine que desejamos homenagear Ludwig Eduard Boltzmann (1844-1906), famoso cientista austríaco 
que contribuiu para o entendimento da termodinâmica com seus estudos sobre condutividade térmica e 
que podemos então estabelecer aqui uma escala termométrica que leve o nome do pesquisador. Supondo 
que nessa nova escala a água funde a 50 °B e evapora a 100 °B, estabeleça uma relação entre a escala 
Boltzmann (°B) e as escalas Celsius (°C) e Kelvin (K). Sobre o exposto, classifique V para as sentenças 
verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) T_B=2T_C+50. 
( ) T_B=(1/2) T_C+50. 
( ) T_B=(5/10)(T_K-173.15). 
( ) T_B=(10/5)(T_K+173.15). 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 a) V - F - V - F. 
 b) F - V - V - F. 
 c) V - F - F - F. 
 d) F - V - F - V. 
 
7. A termodinâmica é a área da física que lida com os fenômenos térmicos, ela descreve os processos pelos 
quais um sistema é submetido quando sofre alterações de pressão, volume etemperatura. Sobre a teoria 
termodinâmica, analise as sentenças a seguir: 
 
I- A temperatura de um corpo guarda uma relação muito próxima com a agitação térmica das moléculas 
que o compõem e apesar de termos uma noção intuitiva do conceito de temperatura, em recorrentes 
oportunidades podemos nos tornar reféns de nossas percepções sensoriais, o que impôs a necessidade do 
estabelecimento de técnicas apuradas de medição. 
II- A energia térmica é o conceito termodinâmico que descreve o fluxo de calor entre um corpo a 
temperatura mais baixa e um corpo a temperatura mais elevada. 
III- A lei zero da termodinâmica define o conceito de equilíbrio térmico entre corpos. Ela postula que 
sistemas formados por corpos em contato tendem a atingir uma temperatura comum, estabelecida 
primordialmente por propriedades termodinâmicas de ambos os corpos, 
IV- A pressão de um gás contido em um determinado recipiente é inversamente proporcional à 
temperatura a que ele é submetido. Isso significa que significa que quanto menor a temperatura de um 
gás, maior será a agitação de suas moléculas. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 a) As sentenças I e III estão corretas. 
 b) Somente a sentença IV está correta. 
 c) As sentenças II e IV estão corretas. 
 d) Somente a sentença I está correta. 
 
8. O processo de expansão adiabática de um gás ideal envolve o aumento do seu volume, preservando a 
troca de calor entre o sistema e o ambiente externo. Sobre os processos termodinâmicos, classifique V 
para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) Quando um processo de expansão adiabática ocorre, há um rearranjo em todas as variáveis (P,V,T) 
da equação de estado que descreve o gás. 
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( ) Um processo adiabático ocorre quando não há alteração nas temperaturas envolvidas, que se mantêm 
constantes graças ao isolamento térmico do sistema, que prevê trocas de calor. 
( ) O trabalho realizado por ou pelo gás, em uma expansão adiabática é calculado a partir do produto da 
variação da pressão do gás pela variação do volume que ele ocupa. 
( ) A introdução do conceito de índice adiabático revela uma relação logarítmica entre as pressões e os 
volumes envolvidos em uma expansão adiabática. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 a) V - F - V - F. 
 b) F - F - F - V. 
 c) V - V - V - F. 
 d) F - V - V - V. 
 
9. A teoria dos gases ideais é fundamental para o seu entendimento, ela faz determinadas considerações que 
nos possibilitam predizer o comportamento de tais gases sob determinadas circunstâncias. Suponha que 
você esteja estudando as propriedades termodinâmicas de um determinado gás ideal e que submeta tal 
gás a uma série de processos termodinâmicos que alterarão suas configurações, porém mantendo-o zeloso 
à equação PV=nRT. Sobre a teoria termodinâmica e os conceitos que sustentam a descrição dos seus 
processos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) Caso seja isobárico, o processo refletirá as conclusões de Boyle. 
( ) Triplicar o volume do gás tornará a razão entre as pressões, antes e depois de cada processo, 
diretamente proporcional à terça parte da razão entre as temperaturas. 
( ) Caso seja isotérmico, o processo refletirá as conclusões de Charles. 
( ) Caso seja isobárico, o processo refletirá as conclusões de Charles. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 a) V - V - F - V. 
 b) V - F - V - F. 
 c) F - V - F - V. 
 d) F - V - F - F. 
 
10. A equação de estado dos gases ideais é uma expressão que tira proveito do conceito de gás ideal também 
das observações expressas pelas leis de Charles e Boyle, entre outras. Sobre a fenomenologia que suporta 
a teoria dos gases ideais, assinale a alternativa CORRETA: 
 a) Boyle demonstrou que a pressão e o volume de um fluido mantêm entre si uma relação constante de 
proporcionalidade direta. O que implica que a qualquer momento, uma variação na pressão do gás 
gerará uma variação proporcional no seu volume. 
 b) O comportamento dos gases ideais é descrito pela lei homônima, que estabelece que a relação de 
proporcionalidade entre a pressão e o volume de um gás e a proporcionalidade inversa entre estes e a 
temperatura. 
 c) Charles demonstrou que a temperatura e o volume de um fluido mantêm entre si uma relação 
constante de proporcionalidade inversa. O que implica que a qualquer momento, uma variação na 
temperatura do gás gerará uma variação inversamente proporcional no seu volume. 
 d) A lei dos gases ideais expressa uma relação entre as grandezas (P,V,T) de um sistema e mostra como 
o rearranjo de tais quantidades é limitado ao valor da constante dos gases ideais, ou a um múltiplo 
dela. 
 
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