TERMODINÂMICA ATV 2ED

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20/09/2021 15:45 GRA1046 TERMODINÂMICA GR3268-212-9 - 202120.ead-17823.01
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Pergunta 1
Resposta
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Comentário
da resposta:
Desde os níveis básicos de ensino, compreendemos o que são misturas
homogêneas e heterogêneas. Além disso, também estudamos o que é solução,
solvente e soluto. Em termodinâmica, também há uma nomenclatura para
algumas substâncias. Tal nomenclatura é a de substância pura. 
 
Assim, assinale a alternativa que corresponde à definição de substância pura.
São aquelas que possuem a mesma composição química em todo o seu
volume.
São aquelas que possuem a mesma composição química em todo o
seu volume.
Resposta correta. A alternativa está correta, porque uma substância pura é aquela
que possui a mesma composição química em toda a extensão de seu volume. Isso
acontecerá independentemente de a substância ser monofásica, bifásica ou
multifásica. Além disso, os gases ideais podem ser considerados substâncias
puras.
Pergunta 2
Resposta
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Resposta
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Comentário
da resposta:
A importância da lei zero da termodinâmica só foi reconhecida depois que as
outras três leis da termodinâmica já haviam sido enunciadas. Além disso, essa
lei é fundamental e é a base para as demais. Dessa maneira, a nomenclatura
“lei zero” é mais adequada. Essa lei também estabelece as condições para o
equilíbrio térmico.
 
Desta forma, assinale a alternativa correta que melhor representa essa lei.
Dois sistemas termodinâmicos estão em equilíbrio térmico se e somente se
possuírem a mesma temperatura.
Dois sistemas termodinâmicos estão em equilíbrio térmico se e somente
se possuírem a mesma temperatura.
Resposta correta. A alternativa está correta, porque o equilíbrio térmico entre dois
sistemas termodinâmicos acontece somente se ambos possuírem a mesma
temperatura. Além disso, caso haja um terceiro corpo em equilíbrio com um dos
dois sistemas, ele estará em equilíbrio com o outro sistema também.
Pergunta 3
As grandezas físicas são usadas para indicar como determinado corpo se
comporta. Dessa forma, em termodinâmica, as grandezas como pressão,
volume, temperatura e quantidade de uma substância servem para descrever o
estado no qual o material se encontra. Por exemplo, o manômetro é usado para
descrever a pressão em um gás.
 
Com base no exposto, no contexto das equações de estado, analise as
afirmativas a seguir.
 
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Comentário
da resposta:
I. O volume de uma substância depende apenas da sua pressão.
II. O volume de uma substância depende da sua pressão, temperatura e
quantidade de substância.
III. A relação entre pressão, volume, temperatura e número de mols é descrito
por uma equação de estado.
IV. Uma equação de estado não relaciona a pressão com o volume.
 
Está correto o que se afirma em:
II e III, apenas.
II e III, apenas.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois o volume de uma substância
depende da sua pressão, temperatura e quantidade de mols. Além disso, uma
equação de estado deve relacionar a pressão, o volume, a temperatura e o
número de mols de uma determinada substância.
Pergunta 4
Resposta
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Comentário
da resposta:
É possível estudar as relações de energia em diversos processos
termodinâmicos. Isso pode ser feito em termos da quantidade de calor fornecida
para o sistema. Assim, há uma convenção para o uso dos sinais durante a
análise de um processo termodinâmico. Dessa forma, os sinais para o calor e
para o trabalho podem ser positivos, negativos ou nulos.
 
A partir do apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta
entre elas.
 
I. Caso o sistema receba calor, o sinal dessa grandeza será positivo. 
Já que:
II. O trabalho terá sinal negativo quando ele for realizado pelo sistema.
 
A seguir, assinale a alternativa correta.
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma
proposição falsa.
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma
proposição falsa.
Resposta correta. A alternativa está correta, A asserção I é correta, porque foi
convencionado que, caso o sistema receba calor, seu sinal será positivo.
Entretanto, a asserção II é falsa, visto que o trabalho realizado pelo sistema
também deverá ser positivo. Os sinais serão invertidos se o sistema ceder calor e
o trabalho for realizado sobre ele.
Pergunta 5
O estudo da física ou da química é composto, muitas vezes, por idealizações.
No caso específico do nosso conteúdo, a termodinâmica também usa de
idealizações e simetrias para facilitar o entendimento de alguns fenômenos. Um
exemplo disso é o conceito de gases ideais. 
 
Com base no exposto, assinale a alternativa correta que resuma o que são
gases ideais.
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Resposta
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Comentário
da resposta:
Um gás em um regime de pressão suficientemente baixa.
Um gás em um regime de densidades suficientemente baixas.
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, porque todos os gases
possuem um comportamento ideal. Dessa forma, tal comportamento surge quando
os gases estão com densidades suficientemente baixas. Além disso, nesse
regime, o comportamento será igual, independentemente do tipo das moléculas
desse gás. Assim, um gás ideal pode ser entendido como uma forma abreviada
para um gás em um regime de baixas densidades. Ademais, outros regimes não
representam comportamentos ideais para os gases. Quando a densidade é alta,
seu comportamento será diferente para cada tipo de gás. Pressões altas ou baixas
em um gás influenciarão a sua temperatura. Já a pressão próxima a zero se
aproximará do zero absoluto.
Pergunta 6
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Comentário
da resposta:
Durante um processo termodinâmico, uma das variáveis pode ser mantida
constante. Isto é, em um processo adiabático, o calor é constante. De maneira
análoga, o processo isocórico, que também é conhecido como isovolumétrico,
acontece em uma transformação a volume constante. 
 
Com base no exposto, analise um processo isocórico com base na primeira lei
da termodinâmica e assinale a alternativa correta.
ΔU = Q
ΔU = Q
Resposta correta. A alternativa está correta, pois um processo isocórico acontece
com volume constante. Consequentemente, não há nem expansão e nem
compressão no gás. Dessa maneira, não há a realização de trabalho. Afinal, W =
P ΔV. Logo, com base na primeira lei da termodinâmica, se o trabalho é nulo,
ficamos com ΔU = Q.
Pergunta 7
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Comentário
da resposta:
Leia o trecho a seguir:
“Considere um gás confinado num recipiente cilíndrico cuja base permita a troca
de calor e cujo tampo possa se mover livremente. Sobre o tampo colocamos
uma certa quantidade de areia. Partindo de uma determinada pressão, ajustada
por meio da quantidade de areia sobre o tampo, podemos fazer com que o gás
passe por um processo ao longo do qual a temperatura permaneça constante,
monitorando a temperatura do gás por meio do termoscópio.”
 
OLIVEIRA, M. J. Termodinâmica . São Paulo: Livraria da Física, 2012. p. 1.
 
Assinale a alternativa correta que denomina o processo descrito no excerto.
Processo quase estático.
Processo quase estático.
Resposta correta. A alternativa está correta, porque quando a quantidade de calor
é suficientemente pequena, o processo é denominado quase estático ou processo
de quase equilíbrio. Essa nomenclatura se dá porque as variaçõessão
infinitesimais. No caso do trecho, caso a trajetória do processo fosse feita no
gráfico, ela corresponderia a uma isoterma.
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Pergunta 8
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Resposta Correta:
Comentário
da resposta:
Leia o trecho a seguir:
“Um valor de W [trabalho] negativo, como o trabalho realizado durante a
compressão de um gás, significa um trabalho realizado sobre o gás pelas suas
vizinhanças e, portanto, corresponde a uma transferência de energia para dentro
do sistema. Usaremos [no estudo da termodinâmica] consistentemente essas
convenções [...].”
 
YOUNG, H. D. et al . Física II, Sears e Zemansky : Termodinâmica e Ondas.
São Paulo: Pearson Education, 2015. p. 280-281.
 
Com base no exposto, no contexto dos processos termodinâmicos, assinale a
alternativa que representa como será a relação entre o volume e o trabalho de
um gás.
Caso haja uma expansão no gás, o sinal do trabalho será positivo.
Caso haja uma expansão no gás, o sinal do trabalho será positivo.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, na expansão de um gás ideal, o
trabalho realizado será realizado pelo gás. Dessa maneira, seu valor será maior do
que zero. Isso implica que o trabalho será sempre positivo. Caso não haja nem
expansão e nem compressão, o trabalho será nulo. Isto é, nem positivo e nem
negativo.
Pergunta 9
Resposta
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Comentário
da resposta:
Os processos cíclicos, em termodinâmica, costumam representar algumas
máquinas térmicas. Além disso, a compreensão desse tipo de fenômeno físico
foi um dos acontecimentos que possibilitaram o acontecimento das primeiras
revoluções industriais. Dessa forma, compreendê-los é importante para prever o
funcionamento de motores à combustão, por exemplo.
Com base no exposto e em relação ao Ciclo de Carnot, aponte como acontece
esse processo termodinâmico.
O ciclo de Carnot é composto por quatro etapas: expansão isotérmica, expansão
adiabática, compressão isotérmica e compressão adiabática.
O ciclo de Carnot é composto por quatro etapas: expansão isotérmica,
expansão adiabática, compressão isotérmica e compressão adiabática.
Resposta correta. A alternativa está correta. O ciclo de Carnot é de extrema
importância para a termodinâmica. Além disso, ele é composto por quatro etapas:
uma expansão isotérmica a uma temperatura T 1 e Q > 0; uma expansão
adiabática; uma compressão isotérmica a uma temperatura T 2 e Q < 0; e uma
compressão adiabática.
Pergunta 10
Leia o excerto abaixo: 
“A primeira lei da termodinâmica, fundamental para entender tais processos, é
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Comentário
da resposta:
uma extensão do princípio da conservação da energia. Ela amplia esse princípio
para incluir trocas de energia tanto por transferência de calor quanto por
realização de trabalho, e introduz o conceito de energia interna de um sistema. A
conservação da energia desempenha um papel vital em todas as áreas das
ciências físicas, e a utilidade da primeira lei da termodinâmica é bastante vasta”.
 
YOUNG, H. D. et al . Física II, Sears e Zemansky : Termodinâmica e Ondas.
São Paulo: Pearson Education, 2015. p. 279.
 
Com base no que foi exposto, sintetize, qualitativamente, a primeira lei de
termodinâmica.
A primeira lei da termodinâmica é dada pela relação entre o calor e a soma do
trabalho e da energia interna.
A primeira lei da termodinâmica é dada pela relação entre o calor e a
soma do trabalho e da energia interna.
Resposta correta. A alternativa está correta, porque a primeira lei da
termodinâmica é dada pela soma do trabalho e da energia interna de um gás. Tal
adição, em um sistema adiabático, resulta na quantidade de calor no sistema.
Dessa maneira, matematicamente, essa lei é dada por Q = ΔU + W. Portanto, caso
o princípio da conservação da energia seja obedecido, haverá essa relação.