Questionário1 - Termodinâmica

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Questionário REO 1 – Termodinâmica Aplicada 
Aluno: Antonio Luiz da Silva Neto N° Matrícula: 201920762 Turma: 32ª 
Professor: Dimas José 
 
1 – O que é termodinâmica? 
É a ciência da energia. Estuda as causas e efeitos nas alterações de temperatura, acerca 
das leis que regem relações entre calor, trabalho e outras formas de energia, em específico, 
estuda a transformação de um tipo de energia em outra, a disponibilidade de energia para 
realização de determinado trabalho e a direção das trocas de calor. 
2 – O que fala o princípio da conservação da energia? 
Durante uma determinada interação, a energia pode mudar de uma forma para outra, 
porém sua quantidade total permanece constante, isto é, a energia não pode ser criada ou 
destruída. 
A alteração no conteúdo de energia de qualquer sistema é 𝐸𝑒𝑛𝑡 − 𝐸𝑠𝑎í = ∆𝐸. 
3 – O que fala a primeira e a segunda Lei da termodinâmica? 
• Primeira Lei da Termodinâmica: diz que a mesma é apenas uma expressão do 
princípio da conservação de energia, e também que a energia é uma propriedade 
termodinâmica. 
• Segunda Lei da Termodinâmica: diz que a energia tem qualidade, bem como 
quantidade, e que os processos reais ocorrem na direção da diminuição da 
qualidade da energia. 
4 – Qual evento fez surgir a ciência termodinâmica? 
A construção de motores a vapor na Inglaterra em 1697 por Thomas Savery, e em 1712 
por Thomas Newcomen, abriu caminho para o desenvolvimento dessa ciência. 
5 - Quais foram os aportes de William Rankine, Rudolph Claussius e Lord Kelvin 
para a ciência termodinâmica? 
• William Rankine: iniciou pesquisas para a construção da hipótese dos vértices 
moleculares para apresentar a proporcionalidade entre calor e trabalho, igualando 
o trabalho produzido pela rotação na atmosfera elástica com o envolvimento das 
partículas de moléculas com o calor produzido. 
• Rudolph Claussius: forneceu bases importantes para desenvolvimento da 
termodinâmica. Ele introduziu o termo “Entropia” na termodinâmica e usou esse 
conceito para estudar processos, reversíveis e irreversíveis, nessa área do 
conhecimento. Permitiu relacionar o conceito de entropia com conceito de 
dissipação de energia como conceitos “siameses” por causa da estreita relação 
existente. 
• Lord Kelvin: argumentou que a questão chave na interpretação da Segunda Lei 
da Termodinâmica, foi a explicação dos processos irreversíveis. Ele observou que, 
se a entropia sempre aumenta, o universo acabaria por atingir um estado de 
temperatura uniforme e entropia máxima de que não seria possível extrair 
qualquer trabalho. Também descobriu e calculou o zero absoluto, que consiste na 
temperatura mais baixa que a matéria pode atingir. Descobriu também o efeito 
Thomson, que afirma que uma matéria submetida a um gradiente térmico pode 
trocar calor com o exterior se for percorrida por uma intensidade de corrente 
elétrica. Vale ressaltar que o termo Termodinâmica foi usado pela primeira vez 
em uma publicação feita por Lord Kelvin. 
6 – Qual a diferença entre Termodinâmica clássica e estatística? 
• Termodinâmica clássica: é uma abordagem macroscópica, não faz – se 
necessário saber o comportamento das partículas para determinar a pressão no 
recipiente. 
• Termodinâmica estatística: é uma abordagem microscópica, mais elaborada, 
tomando como base o comportamento médio de grandes grupos de partículas 
individuais. 
7 - Fale sobre alguns dispositivos da sua casa que funcionam usando princípios da 
termodinâmica. 
• Cafeteira Moka: tem dois compartimentos. O pó de café é comportado entre 
eles, em uma peça de metal com vários furos minúsculos. Estes servem para que 
a água colocada na parte de baixo (que fica em contato direto com o fogo) passe 
pelo café ao subir. Já a parte de cima apresenta um pequeno tubo com dois 
orifícios. O café passa por eles em virtude da pressão que a água exerce quando 
aquecida. O nicho de cima também tem uma placa de metal com furinhos para 
que o pó de café não suba com a água em direção à superfície. 
• Air Fryer: cozinha por circulação de ar quente ao redor dos alimentos usando o 
mecanismo de convecção. Um ventilador mecânico circula o ar quente ao redor 
da comida em alta velocidade, cozinhando a comida e produzindo uma camada 
crocante através da reação de Maillard. 
8 - O que é Homogeneidade dimensional? 
É a forma de garantir a que as equações esteja dimensionalmente homogênea para o 
cálculo, isto é, cada termo de uma equação deve ter a mesma unidade. 
9 - Defina: sistema, vizinhança e fronteira em termos da ciência termodinâmica. 
• Sistema: é quantidade de matéria ou região no espaço selecionada para estudo. 
• Vizinhança: é a massa ou região externa ao sistema. 
• Fronteira: é a superfície real ou imaginária que separa o sistema de sua 
vizinhança, podendo esta ser fixa ou móvel. 
10 - O que é um sistema fechado e de algum exemplo de sistema fechado encontrado 
na sua casa. 
Sistema fechado é uma quantidade fixa de massa, e nenhuma massa pode atravessar sua 
fronteira, isto é, nem entrar ou sair do sistema, não havendo alteração da massa, como por 
exemplo uma panela de pressão. 
 
https://cozinhatecnica.com/2019/01/reacao-de-maillard/
11 - O que é um sistema isolado? 
É um sistema que não troca matéria nem energia com o ambiente, seno delimitado por 
uma fronteira completamente restritiva à troca de matéria, variação de volume e 
transferência de calor, como pro exemplo um botijão de gás que não esteja sendo 
utilizado. 
12 - O que é um sistema aberto e de um exemplo de sistema aberto que se encontra 
na sua casa. 
O sistema aberto, diferente do sistema fechado e isolado, pode trocar energia e matéria 
com as vizinhanças, como por exemplo um copo de água evaporando. 
13 - Defina superfície de controle. 
São as fronteiras de um volume de controle, podendo ser reais ou imaginárias, ou seja, é 
o contorno geométrico do volume de controle. 
14 - Que é uma propriedade? 
Qualquer característica existente em um sistema é chamada de propriedade, isto é, 
pressão, temperatura, volume, massa [...], e podem ser intensivas ou extensivas. 
15 - Qual é a diferença entre propriedade intensiva e extensiva? 
• Intensivas: estas independem de massa existente no sistema, como temperatura, 
pressão e densidade. 
• Extensivas: estas dependem do tamanho (extensão) do sistema, como massa total, 
volume total e quantidade de movimento total. 
16 - Defina: densidade, densidade relativa e volume específico. 
• Densidade: é a relação entre a massa de um material e o volume por ele ocupado. 
𝜌 =
𝑚
𝑣
 (
𝑘𝑔
𝑚3
) 
• Volume específico: é o inverso da densidade, ou seja, a razão entre o volume de 
um corpo e sua massa. 
𝑉 =
𝑉
𝑚
=
1
𝜌
 
• Densidade relativa: é definida como a razão entre a densidade da substância e a 
densidade de alguma substância padrão, a uma temperatura especificada. 
𝐷𝑅 =
𝜌
𝜌𝑟𝑒𝑓
 
17 - Explique o que entendeu da seção 1-6 “ESTADO E EQUILÍBRIO” do livro do 
Çengel. 
Ao estudarmos um sistema, ele nos fornece propriedades, as quais definem um estado 
desse sistema, se em determinado momento umas das propriedades mudar, então o estado 
do sistema já é diferente. O sistema que não muda uma propriedade contém um estado 
em equilíbrio, ou seja, ele não passa por mudanças. Existem vários estados de sistema, e 
cada um se encontra em equilíbrio de acordo com as propriedades específicas de cada, 
sejam térmicas, de pressão, química [...]. 
Para especificar o estado de um sistema não é necessário especificar todas as propriedades 
do sistema, é dai que surge o postulado de estado que diz que um determinado número de 
propriedades especificadas já é o suficiente para definir o estado de um sistema, além de 
que, o postulado de estado requer que duas propriedades especificadas sejam 
independentes também para que o estado seja definido. Ser independentes significa que 
uma propriedade pode ser alterada enquantooutra se mantém constante, como por 
exemplo pressão e volume específico que, juntas, podem definir o estado de um sistema 
compreensível simples. 
18 - De que trata o postulado de estado? 
O postulado de estado diz que um determinado número de propriedades especificadas já 
é o suficiente para definir o estado de um sistema, além de que, o postulado de estado 
requer que duas propriedades especificadas sejam independentes também para que o 
estado seja definido. 
19 - O que é um processo e de vários exemplos? 
É toda mudança ocorrida em um determinado sistema, fazendo com o que o mesmo passe 
de um estado para outro. Como exemplo podemos citar: 1 – a compressão de um gás em 
uma lata; 2 – a compressão do ar de uma seringa pelo embolo; 3 – utilização do gás de 
cozinha armazenado no botijão ao acender o fogo; 4 – a água e seus processos entre os 
estados liquido, sólido e gasoso; [...]. 
20 - O que fala a lei Zero da Termodinâmica? 
Essa Leis afirma que, se dois corpos estão em equilíbrio com um terceiro corpo, estes 
dois também estão em equilíbrio térmico entre si. A lei zero pode ser reescrita como “dois 
corpos estão em equilíbrio térmico se ambos tiverem a mesma leitura de temperatura, 
mesmo que não estejam em contato”. 
21 - Quais são as escalas de temperatura usadas na termodinâmica e qual é a relação 
entre elas? 
As escalas utilizadas no SI e no sistema inglês são a escala Celsius e a escala Fahrenheit. 
A escala termodinâmica de temperatura utiliza no SI é a escala Kelvin, e a escala 
termodinâmica de temperatura no sistema inglês é a escala Rankine. Também há a escala 
de temperatura do gás ideal, utilizando sempre para um gás “ideal” ou “imaginário”, que 
se comporte como gás de baixa pressão. 
• A escala Kelvin se relaciona com a escala Celsius, 
𝑇(𝐾) = 𝑇(°𝐶) + 273,15 
• A escala Rankine se relaciona com a escala Fahrenheit, 
𝑇(𝑅) = 𝑇(°𝐹) + 459,67 
• A relação entre as escalas de temperatura nos dois sistemas de unidades é, 
𝑇(𝑅) = 1,8𝑇(𝐾) 
𝑇(°𝐹) = 1,8𝑇(°𝐶) 
 
22 - Qual é a diferença entre pressão absoluta, pressão manométrica e pressão de 
vácuo? 
• Pressão absoluta: é pressão real existente em determinada posição, e é medida 
com relação ao vácuo absoluto (pressão absoluta zero. 
A maioria dos dispositivos utilizados para medição de pressão são calibrados para ler o 
zero na atmosfera, indicando assim a diferença entre pressão absoluta e pressão 
atmosférica. 
 
• Pressão manométrica: é a diferença entre pressão absoluta e pressão atmosférica 
obtida nos medidores calibrados para encontrar o zero na atmosfera. 
𝑃𝑚𝑎𝑛 = 𝑃𝑎𝑏𝑠 − 𝑃𝑎𝑡𝑚 
• Pressão de vácuo: são pressões abaixo da pressão atmosférica. São medidas por 
medidores de vácuo, indicando a diferença entre pressão atmosférica e pressão 
absoluta. 
𝑃𝑣𝑎𝑐 = 𝑃𝑎𝑡𝑚 − 𝑃𝑎𝑏𝑠