Termodinâmica I - Av final

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1Suponha 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 Charles, o volume final de um gás, submetido a uma variação de volume, será proporcional à razão entre as temperaturas final e inicial.
B
De acordo com a lei de Charles, a pressão final de um gás, submetido a uma variação de volume, será proporcional à razão entre as temperaturas final e inicial.
C
De acordo com a lei de Charles, o volume final de um gás, submetido a uma variação de volume, será proporcional à razão entre as pressões final e inicial.
D
De acordo com a lei de Boyle, o volume final de um gás, submetido a uma variação de volume, será proporcional à razão entre as temperaturas final e inicial.
2A 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 Charles.
(    ) Duplicar 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 Boyle.
(    ) Caso seja isobárico, o processo refletirá as conclusões de Boyle.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
F - F - F - F.
B
V - V - V - F.
C
V - F - V - F.
D
V - F - V - V.
3(ENADE, 2017) Sistemas de aquecimento de água que utilizam energia solar tornaram-se bastante populares devido ao seu baixo custo e à facilidade de implantação. Em geral, esses sistemas são formados de placas coletoras, por onde a água circula, instalada nos telhados das casas, e de reservatório térmico, que apresenta a água aquecida para uso posterior. Considerando que uma professora de Física deseja utilizar, para fins didáticos, o modelo de sistema descrito, avalie as afirmações a seguir:
I- A professora poderá explorar, em sala de aula, os conceitos de convecção térmica, por meio da análise do fluxo da água no sistema.
II- A professora poderá testar e avaliar materiais para confecção das placas coletoras buscando os que melhor refletem a luz.
III- A professora poderá estudar o conceito de irradiação térmica a partir da energia solar que atinge as placas coletoras.
É correto o que se afirma em:
A
II e III, apenas.
B
II, apenas.
C
I, apenas.
D
I e III, apenas.
4Chamamos de Termologia a parte da física que estuda os fenômenos relativos ao calor, aquecimento, resfriamento, mudanças de estado físico, mudanças de temperatura etc. Termometria é a parte da termologia voltada para o estudo da temperatura, dos termômetros e das escalas termométricas. Com base nesses conceitos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) A temperatura normal do corpo humano é de cerca de 37 °C; essa temperatura corresponde na escala Kelvin a 310 K.
(    ) Um carro estava estacionado no sol com o tanque de gasolina completamente cheio. Depois de um certo tempo, em virtude da elevação de temperatura, uma certa quantidade de gasolina entornou. Essa quantidade representa a dilatação real que a gasolina sofreu.
(    ) Um pássaro eriça (arrepia) suas penas para manter o ar entre elas, evitando, assim, que haja transferência de calor de seu corpo para o ambiente.
(    ) Enchendo-se demasiadamente uma geladeira haverá dificuldade para a formação de correntes de convecção.
(    ) Dois automóveis, um claro e outro escuro, permanece estacionados no sol durante um certo tempo. O carro escuro aquece mais porque absorve mais radiação térmica solar.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
FONTE: https://www.sofisica.com.br/conteudos/Termologia/Termometria/temperatura.php#:~:text=em%20Termologia%20%3E%20Termometria-,Termometria,term%C3%B4metros%20e%20das%20escalas%20termom%C3%A9tricas. Acesso em: 29 jul. 2020.
A
V - F - V - V - V.
B
V - F - F - V - F.
C
V - V - F - V - V.
D
F - F - V - F - V.
5(ENADE, 2014) A lei de resfriamento de Newton diz que a taxa de variação temporal da temperatura de um corpo em resfriamento é proporcional à diferença entre a temperatura do corpo T e a temperatura constante Tm do meio ambiente, isto é, em que K é uma constante de proporcionalidade. Com o auxílio dessas informações, analise a seguinte situação-problema: Um bolo é retirado do forno à temperatura de 160 °C. Transcorridos três minutos, a temperatura do bolo passa para 90 °C. Com uma temperatura ambiente de 20 °C determina-se o tempo necessário para que o bolo esteja a uma temperatura adequada para ser saboreado, ou seja, para atingir 25 °C, após ser retirado do forno. Considerando ln(1/2) = -0,69 e ln(28) = 3,33, o tempo transcorrido desde a retirada do forno até atingir a temperatura ideal é de, aproximadamente:
A
5,37 minutos.
B
7,17 minutos.
C
10,57 minutos.
D
14,47 minutos.
6No estudo dos gases ideais vemos que um gás é composto por átomos e moléculas, que se movem de acordo com as leis estabelecidas pela cinemática. Em um gás, suas partículas normalmente estão muito distantes uma das outras, tendo o vazio entre si. Vemos também que a principal característica dos gases é de praticamente só existir interação entre suas partículas quando elas colidem umas com as outras. Considere uma quantidade de um gás ideal que ocupa um volume inicial V0, à pressão p0 e a uma temperatura T0. Sobre o exposto, analise as sentenças a seguir:
I- Em um processo adiabático, o gás realizará um trabalho maior comparado a um processo isotérmico.
II- Em um processo isobárico haverá maior variação de temperatura comparado a um processo adiabático.
III- Em um processo isotérmico, a quantidade de calor cedida será maior comparada a um processo isobárico.
Assinale a alternativa CORRETA:
A
As sentenças II e III estão corretas.
B
As sentenças I e III estão corretas.
C
Somente a sentença II está correta.
D
Somente a sentença I está correta.
7O estudo dos gases ideais sob condições controláveis nos proporciona conhecimento a respeito dos fenômenos termodinâmicos encontrados da natureza. A detenção de tal conhecimento nos possibilita, por sua vez, desenvolver mecanismos e máquinas capazes de controlar e alterar o mundo à nossa volta. Sobre os processos termodinâmicos, analise as sentenças a seguir:
I- A variação da energia interna em um gás mantido a volume constante é dada pelo produto do número de mols pela capacidade térmica molar a volume constante e pela variação de temperatura a que o submetemos.
II- Em um processo isobárico, o calor absorvido por uma determinada quantidade de gás ideal se equipara à variação da energia interna.
III- Em um processo isocórico, o calor absorvido por uma determinada quantidade de gás ideal se equipara à variação da energia interna.
IV- Em um processo isotérmico, o calor absorvido por uma determinada quantidade de gás ideal se equipara à variação da energia interna.
Assinale a alternativa CORRETA:
A
As sentenças II e III estão corretas.
B
As sentenças I e III estão corretas.
C
As sentenças II e IV estão corretas.
D
As sentenças I e IV estão corretas.
8Imagine que desejamos homenagear Nicolas Léonard Sadi Carnot (1796-1832), famoso cientista francês que contribuiu para o entendimento da termodinâmica com seus estudos sobre máquinas térmicas e que podemos então estabelecer aqui uma escala termométrica que leve o nome do pesquisador. Supondo que nessa nova escala a água funde a 25 °Car e evapora a 170 °Car, estabeleça uma relaçãoentre a escala Carnot (°Car) e as escalas Celsius (°C) e Kelvin (K) e classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) T_Car=(145/100) T_C+25.
(    ) T_Car=(100/145) T_C+25.
(    ) T_Car=(100/145)(T_K+273,15)-25.
(    ) T_Car=(145/100)(T_K -273,15)+25.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
F - V - V - F.
B
V - F - V - F.
C
V - F - F - V.
D
F - V - F - V.
9Há várias fantasias criadas sobre a escolha de Fahrenheint para os pontos fixos de sua escala. Uma delas diz que ele queria que a temperatura do corpo de sua esposa tivesse a temperatura de 100 °F. Caso esse fato fosse verídico, quanto equivaleria essa temperatura em Célsius?
A
42 °C.
B
24 °C.
C
32 °C.
D
38 °C.
10Considere a imagem anexa onde no recipiente A está contido um gás ideal cuja sua pressão é de 5,0 x 10^5 Pa e sua temperatura é de 300 K. No um recipiente B, que possui um volume 4x maior que o recipiente A, temos o mesmo gás confinado, mas a sua pressão é de 1x10^5 Pa e sua temperatura é de 400 K. Entre eles há uma ligação por um tubo estreito e uma válvula fechada. Supondo que a válvula é aberta e as pressões são iguais, as temperaturas são mantidas. Qual será a nova pressão dos recipientes?
A
1x10^5 Pa.
B
3x10^5 Pa.
C
2x10^5 Pa.
D
4x10^5 Pa.
11Suponha que você tenha encontrado um bloco de 3 kg de um material metálico. Observa-se que para alterar a medida de sua temperatura em 15 K, é necessário conceder ao material cerca de 17100 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 bronze.
B
O metal é o alumínio.
C
O metal é a prata.
D
O metal é o cobre.
12Suponha 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 400 J/s, que será revestida por uma camada cerâmica de área 1 m^2. Sabendo que a diferença de temperatura entre o interior e o exterior do tubo pode atingir no máximo 150 K e que a condutividade térmica do material cerâmico que o reveste é de 0.030 W/mK, analise as sentenças a seguir:
I- A espessura da camada cerâmica deverá ter 1.1 cm.
II- Após um minuto de uso, a quantidade de calor cedida ao ambiente será de 2400 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 400 W.
Assinale a alternativa CORRETA:
A
As sentenças I e II estão corretas.
B
As sentenças I e IV estão corretas.
C
As sentenças II e III estão corretas.
D
As sentenças III e IV estão corretas.