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FABRICIO COSTA DA SILVA - 21753858 Atividade de aula: Utilize respostas curtas e objetivas para responder às questões conforme a leitura do texto introdutório (capítulo 1 do livro): Van Ness VAN NESS, H. C.; SMITH, J. M.; ABBOTT, M. M. Introdução à Termodinâmica da Engenharia Química. 7ª edição LTC, Rio de janeiro, RJ: 2007. 1. Como é feita calibração da escala Celsius? R: Primeiramente essa calibração é feita na pressão atmosférica padrão(nível do mar). Na escala Celsius o ponto de congelamento da água é zero, e o ponto de ebulição é 100, uma escala numérica pode ser estabelecida em um termômetro, imergindo-o em um banho de gelo e fazendo uma marca para zero no nível do fluido, e posteriormente colocando o termômetro dentro da água em estado de ebulição e marcando 100 nesse nível que se encontrará o fluido, a distância entre as duas marcas é dividida em 100 espaços para estender a faixa de medida do termômetro, cada espaço corresponde a 1 grau, podendo ter graus abaixo ou acima das marcas feitas. 2. Segundo o texto, quais as escalas de temperatura utilizadas pelos engenheiros nos Estados Unidos? R: Escalas Celsius, Kelvin, Rankine e escala Fahrenheit. 3. Qual a unidade de pressão utilizada no sistema inglês de engenharia? R: Libra-força por polegada quadrada. (Psi) 4. Em cálculos termodinâmicos qual a escala de pressão que deve ser utilizada? R: A unidade se pressão é o newton por metro quadrado, chamada Pascal (Pa), a unidade básica SI de pressão. 5. O que representa a área sob a curva em um diagrama de pressão versus volume? R: O trabalho de expansão é a área sob a curva de um diagrama PV. Por que o calor não é uma função de estado e a energia interna é uma função de estado. 6. Qual o papel do sinal negativo na equação do cálculo do trabalho gerado por variação de volume? R: O sinal de menos é necessário em função de a variação do volume ser negativa, em um processo de expansão, a força aplicada e o deslocamento estão em sentidos opostos, a variação do volume nesse caso é positiva e o sinal é necessário para fazer o trabalho negativo. 7. Quais as unidades que compõe a unidade de força do S.I.? R: A grandeza forca é medida na unidade de kg. m/s², entretanto, costumamos utilizar a grandeza newton (N) para designar tal unidade. 8. Na mecânica dos corpos rígidos o que representa energia? R: A energia resulta diretamente da segunda lei da termodinâmica, uma vez que o trabalho é definido como o produto da força pelo deslocamento. Ou seja, é a capacidade de um corpo de realizar trabalho. Quando associada ao movimento, é chamada energia cinética, se associada à posição, energia potencial. 9. O que acontece com o trabalho quando ele é realizado e não aparece simultaneamente como outra forma de trabalho qualquer? R: Ele é convertido em outra forma de energia. 10. Que consideração é preciso fazer para generalizar o princípio da conservação de energia aplicado para processos mecânicos? R: É preciso olhar o trabalho como uma forma de energia, isso é possível, uma vez que, tanto a variação da energia cinética quanto a variação da energia potencial são iguais ao trabalho realizado ao produzi-las. Trabalho é energia em trânsito e nunca é tomado como residente em um corpo. 11. Quais as formas de energia que podemos dizer que permanecem com o sistema? R: As energias cinética e potencial permanecem com o sistema. 12. Qual conceito ganhou aceitação a partir dos clássicos experimentos de J. P. Joule? R: Calor, como trabalho, atualmente é visto como energia em trânsito, um conceito que ganhou aceitação ao longo dos anos principalmente em função dos experimentos de Joule. 13. Como as leis da termodinâmica puderam ser comprovadas? R: A primeira lei da Termodinâmica diz respeito à conservação de energia. De acordo com essa lei, toda a energia que é transferida para um corpo pode ser armazenada no próprio corpo, nesse caso, transformando-se em energia interna. A outra porção de energia que é transferida para o corpo pode ser transferida para as vizinhanças na forma de trabalho ou na forma de calor. A segunda lei da Termodinâmica diz respeito a uma grandeza física conhecida como entropia, que é uma medida do número de estados termodinâmicos de um sistema, em outras palavras, a entropia fornece uma medida da aleatoriedade ou da desorganização de um sistema. A terceira lei da Termodinâmica diz respeito ao limite inferior da temperatura: o zero absoluto. De acordo com essa lei, não há como um corpo atingir a temperatura do zero absoluto. Além dessa definição, essa lei também traz implicações sobre o rendimento das maquinas térmicas, que sob nenhuma condição poderá ser igual a 100%. 14. Qual o papel da comprovação matemática sobre a comprovação das leis da termodinâmica? 15. Qual o termo proposto em 1853 pelo engenheiro escocês William Rankine? R: Se energia é fornecida a corpo ao elevá-lo, então o corpo conserva ou retém essa energia até que ele realize o trabalho de que é capaz. Um corpo elevado, ao cair em queda livre, ganha em energia cinética o que ele perde em energia potencial, de tal forma que sua capacidade de realizar trabalho permanece inalterada. 16. O que acontece quando energia, na forma de calor, é adicionada a um sistema? R: Quando energia na forma de calor é adicionada a um sistema, ela é armazenada não como calor e sim como energia cinética e potencial dos átomos e moléculas que formam o sistema. 17. Através das equações da termodinâmica, o que pode ser determinado para resolver problemas específicos enfrentados no trabalho do engenheiro químico?
