Termodinâmica I - Av II

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1O calor é matéria de estudo da termodinâmica e sua investigação requer o desenvolvimento de conceitos como temperatura e energia cinética média das partículas que compõem um determinado corpo.  Sobre a fenomenologia que suporta a teoria do calor, assinale a alternativa CORRETA:
A
O calor é definido como a energia cinética média das partículas que compõem um corpo a uma determinada temperatura.
B
O calor é definido como a energia em cinética em corpos a diferentes pressões, de modo a atingir o equilíbrio químico entre eles.
C
O calor é definido como a energia em trânsito em corpos a diferentes temperaturas, de modo a atingir o equilíbrio térmico entre eles.
D
O calor é um fluido que se transfere de um corpo para outro, dependendo da diferença de temperatura entre cada um dos corpos.
2Suponha 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 cobre.
B
O metal é o bronze.
C
O metal é a prata.
D
O metal é o alumínio.
3A teoria dos processos termodinâmicos descreve como um fluido, submetido à determinada configuração inicial (P_i,V_i,T_i), evolui para uma configuração final (P_f,V_f,T_f), através de diferentes procedimentos aos quais é submetido. Em um processo de expansão livre, um gás, previamente contido em uma porção do recipiente, é liberado para mover-se livremente durante o procedimento, sem nenhum contato com o êmbolo móvel do sistema. Sobre os processos termodinâmicos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Em um processo de expansão livre, o êmbolo livre é capaz de mover-se mais rápido que a velocidade de expansão do gás antes contido por ele, dentro de um recipiente termicamente isolado. Isso significa que durante esse processo nenhum trabalho foi realizado por ou sobre o gás, assim como por estar isolado, nenhuma troca de calor ocorre com o sistema.
(    ) Em um processo de expansão livre, o êmbolo livre é capaz de mover-se mais rápido que a velocidade de expansão do gás antes contido por ele, dentro de um recipiente termicamente isolado. Isso significa que durante esse processo a variação na energia interna observada no sistema é compensada pelo soma líquida dos calores absorvidos/emitidos e dos trabalhos realizados sobre ou pelo gás.
(    ) Em um processo de expansão livre, o êmbolo livre é capaz de mover-se mais rápido que a velocidade de expansão do gás antes contido por ele, dentro de um recipiente termicamente isolado. Isso significa que durante esse processo todo o trabalho realizado por ou sobre o gás, compensará o calor absorvido ou emitido que iniciou o processo, fazendo com que a energia interna do sistema se mantenha constante.
(    ) Em um processo de expansão livre, o êmbolo livre é capaz de mover-se mais rápido que a velocidade de expansão do gás antes contido por ele, dentro de um recipiente termicamente isolado. Isso significa que durante esse processo não há variação na energia interna observada no sistema.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
V - V - V - F.
B
F - F - F - V.
C
V - F - F - V.
D
V - F - V - F.
4A teoria dos processos termodinâmicos descreve como um fluido, submetido à determinada configuração inicial (P_i,V_i,T_i), evolui para uma configuração final (P_f,V_f,T_f), através de diferentes procedimentos aos quais é submetido. Em um processo cíclico, um gás previamente ocupando uma posição inicial no diagrama PVT, incorre em um procedimento que o leva a um determinado ponto final no mesmo diagrama, trazendo-o de volta à posição inicial. Sobre os processos termodinâmicos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Em um processo cíclico, o sistema retorna a sua configuração (P_i,V_i,T_i) inicial, o que implica que ele não passa por nenhuma alteração em sua temperatura ao fim do ciclo, não havendo variação da energia interna do sistema.
(    ) Em um processo cíclico, o sistema retorna a sua configuração (P_i,V_i,T_i) inicial. A partir da equação que descreve a relação entre a variação da energia interna, o calor envolvido e o trabalho realizado, conclui-se que, por haver variação em da energia interna do sistema, nenhum calor absorvido ou emitido é realocado para a realização de trabalho por ou sobre o gás.
(    ) Em um processo cíclico, o sistema retorna a sua configuração (P_i,V_i,T_i) inicial. A partir da equação que descreve a relação entre a variação da energia interna, o calor envolvido e o trabalho realizado, conclui-se que, por não haver variação da energia interna do sistema, todo calor absorvido ou emitido é realocado para a realização de trabalho sobre o gás.
(    ) Em um processo cíclico, o sistema retorna a sua configuração (P_i,V_i,T_i) inicial, o que implica que ele passa por uma alteração em sua temperatura ao fim do ciclo, não havendo variação da energia interna do sistema.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
F - V - V - F.
B
F - F - F - V.
C
V - F - V - F.
D
V - V - F - V.
5Transições de fase são consequências diretas da absorção ou emissão de calor por um corpo, seja de um para outro ou o próprio ambiente que permeia o sistema. Este é um tema muito importante porque trata de uma diferença crucial entre os corpos, em termos de absorção ou emissão. Sobre a fenomenologia que suporta a teoria do calor e das transições de fase, assinale a alternativa CORRETA:
A
No instante em que há uma transição de fase, a temperatura do corpo cessa em ser alterada pelo calor absorvido ou emitido e incorre em uma reconfiguração molecular, alimentada pela energia térmica que flui do corpo em questão para uma fonte fria ou de uma fonte quente para o corpo em questão.
B
Toda forma de absorção ou emissão de calor implica, simultaneamente, em aquecimento ou resfriamento de um corpo e também em uma transição de fase deste para outra mais estável.
C
Transições de fase são comportamentos específicos de determinados materiais, não sendo aplicados a todas as formas de matéria.
D
As transições de fase impostas a uma quantidade de matéria criam uma variação de temperatura.
6O fenômeno de propagação de calor é fundamental para a descrição da temperatura dos corpos, é através dele que entendemos como é alterada a energia cinética média dos corpos, devido a uma fonte de calor e como essa se associa à temperatura. Sobre a fenomenologia que suporta a teoria do calor e da temperatura, assinale a alternativa CORRETA:
A
A convecção que ocorre em um fluido é a transferência de energia, a partir do sucessivo choque entre as moléculas que compõem o sistema. Esse processo de transferência cria uma corrente convectiva de matéria, como em uma panela com água fervendo.
B
A condução é um processo de propagação de calor que ocorre principalmente nos sólidos, nele cada sítio que compõe a estrutura molecular do material emite energia térmica sob a forma de radiação eletromagnética, que se propaga por toda a rede cristalina, agitando sítios subsequentes.
C
A convecção que ocorre em um fluido é a transferência de matéria, à determinada temperatura, devido às diferenças e densidade do sistema, normalmente criadas por uma fonte de calor. Esse processo de transferência cria uma corrente convectiva de matéria, como em uma panela com água fervendo.
D
A condução é um processo de propagação de calor que ocorre principalmente no fluido. Nele, pequenos pacotes de matéria chocam-se com outros pacotes, em diferentes regiões do fluido, tomando suas posições por meio de transferência de momento, esse processo se propaga por toda a rede cristalina, movendo sítios subsequentes.
7A teoria dos processos termodinâmicos descreve como um fluido, submetido à determinada configuração inicial (P_i,V_i,T_i), evolui para uma configuração final (P_f,V_f,T_f), através de diferentes procedimentos aos quais é submetido. Em um processo adiabático,nenhuma troca de calor é observada durante o procedimento. Sobre os processos termodinâmicos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Em um processo isobárico, em que um gás não absorve nem emite calor, o sistema migra de uma isoterma para outra, além disso a pressão do gás contido também varia, assim como o volume do gás.
(    ) Em um processo isobárico, em que um gás não absorve nem emite calor, todo o trabalho realizado pelo ou sobre o gás é realocado à variação da energia interna do sistema em um novo arranjo no diagrama PTV.
(    ) Em um processo isobárico, em que um gás não absorve nem emite calor, o sistema migra de uma isoterma para outra, entretanto a pressão do gás contido, assim como o volume do gás não sofrem qualquer alteração.
(    ) Em um processo isobárico, em que um gás não absorve nem emite calor, todo o calor absorvido ou emitido pelo gás é realocado à variação da energia interna do sistema, em um novo arranjo no diagrama PTV.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
F - V - F - V.
B
V - F - V - F.
C
V - V - F - F.
D
F - F - V - V.
8Suponha 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 III e IV estão corretas.
C
As sentenças I e IV estão corretas.
D
As sentenças II e III estão corretas.
9A teoria dos processos termodinâmicos descreve como um fluido, submetido à determinada configuração inicial (P_i,V_i,T_i), evolui para uma configuração final (P_f,V_f,T_f), através de diferentes procedimentos aos quais é submetido. Em um processo isovolumétrico, o volume do sistema não é alterado durante o procedimento. Sobre os processos termodinâmicos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Em um processo térmico, em que um gás emite calor, o sistema migra de uma isoterma à temperatura menor para uma à temperatura maior, além disso a pressão do gás contido também aumenta, proporcionalmente à variação de temperatura.
(    ) Em um processo térmico, em que um gás absorve calor, o sistema migra de uma isoterma à temperatura menor para uma à temperatura maior, além disso a pressão do gás contido também aumenta, proporcionalmente à variação de temperatura.
(    ) Em um processo térmico, em que um gás absorve calor, nenhuma variação da energia interna ocorre, de modo que todo o calor absorvido é realocado à realização de trabalho pelo gás.
(    ) Em um processo térmico, em que um gás absorve calor, nenhum trabalho é realizado pelo gás, de modo que todo o calor absorvido é realocado à variação da energia interna.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
V - F - V - F.
B
F - V - F - V.
C
V - V - F - V.
D
F - F - V - F.
10A 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
F - V - F - F.
C
V - F - V - F.
D
F - V - F - V.