TERMODINÂMICA Atividade 2

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Pergunta 1
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da resposta:
A partir da equação da primeira lei da termodinâmica, ou seja, Q = ΔU + W, é possível tirar
algumas conclusões. Por exemplo, caso uma das variáveis seja nula, algumas
consequências podem ser previstas. Além disso, é possível compreender o que acontecerá
em um sistema isolado.
 
Dessa maneira, com base nessa equação, analise e assinale a alternativa que representa
o que acontecerá em um processo cíclico.
Q = W
Q = W
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, em um processo cíclico, não há a variação da
energia interna. Dessa maneira, ΔU = 0. Por isso, todo o calor (também denotado como Q)
fornecido pelo (ou sobre o) sistema será igual ao trabalho (ou seja, W) realizado por (ou sobre)
ele.
Pergunta 2
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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
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Resposta
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Leia o excerto abaixo: 
“A primeira lei da termodinâmica, fundamental para entender tais processos, é 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.
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Comentário
da resposta:
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.
Pergunta 4
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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 5
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Comentário
da resposta:
Os processos termodinâmicos são: isocórico (ou isovolumétrico), isobárico, isotérmico e
adiabático. Alguns desses processos podem ser facilmente estudados a partir da análise
direta da equação da primeira lei da termodinâmica. Por exemplo, o processo adiabático.
Além disso, tal equação pode ser escrita da seguinte maneira: Q = ΔU + W.
 
Dessa maneira, assinale a alternativa que descreve um processo adiabático.
Q = ΔU
ΔU = - W
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois um processo adiabático é aquele
realizado sem a troca de calor com o meio externo. Ou seja, o calor não é transferido nem para
dentro e nem para fora do sistema. Assim, Q = 0. Esse tipo de processo pode acontecer
quando o sistema é fechado com material isolante. Além disso, ao reorganizar a equação da
primeira lei da termodinâmica, obtemos que: ΔU = - W.
Pergunta 6
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.
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Comentário
da resposta:
 
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 7
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Comentário
da resposta:
Os processos de mudanças de estado em um sistema termodinâmico fechado obedecem
ao princípio de conservação de energia. Isto é, em um recipiente adiabático, no qual não
há trocas de calor com o meio externo, o sistema obedecerá ao princípio da conservação
de energia. Além disso, dentro desse sistema, caso não haja troca de calor, haverá um
comportamento específico.
 
Dessa forma, assinale a alternativa que representa o que acontecerá nesse caso.
O aumento da energia deve ser nulo, pois ela está relacionada ao calor.
O aumento da energia deve ser igual ao trabalho realizado sobre o sistema.
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois segundo o princípio da
conservação de energia e a primeira lei da termodinâmica, caso não haja trocas de calor, o
aumento da energia deve ser igual ao trabalho realizado sobre o sistema. Matematicamente:
ΔU = - W. Esse fenômeno acontecerá porque a energia total do sistema deve ser conservada.
Pergunta 8
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Comentário
da resposta:
O princípio da conservação de energia é um conceito físico importante para diversas áreas
científicas. Tal conceito estabelece que a quantidade de energia em um sistema
termodinâmico fechado permanecerá constante. Além disso, esse mesmo conceito está
diretamente ligado à definição de energia. 
 
Dessa maneira, assinale a alternativa correta que resuma o que é o princípio da
conservação de energia.
O princípio da conservação de energia é aplicado em um recipiente adiabático, que não
troca calor com o meio externo.
O princípio da conservação de energia é aplicado em um recipiente adiabático,que
não troca calor com o meio externo.
Resposta correta. A alternativa está correta, porque um sistema adiabático é isolado do meio
externo. Ou seja, ele é fechado. Dessa maneira, não há troca de calor com o meio externo.
Esse princípio físico é importante para a termodinâmica. Assim, a forma mais usual da primeira
lei da termodinâmica parte desse princípio. Ademais, o princípio da conservação de energia
será aplicado nesse sistema termodinâmico.
Pergunta 9
O estudo da física ou da química é composto, muitas vezes, por idealizações. No caso
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Comentário
da resposta:
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.
Um gás em um regime de densidades suficientemente baixas.
Um gás em um regime de densidades suficientemente baixas.
Resposta correta. A alternativa está correta, porque um gás ideal pode ser entendido como uma
forma abreviada para um gás em um regime de baixas densidades. Além disso, esse
comportamento está presente em todos os gases que estão nessas condições,
independentemente do tipo de moléculas que os compõem.
Pergunta 10
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Comentário
da resposta:
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.
 
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.
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