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Termodinâmica

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Considerando estas informações e os conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica, assinale a alternativa que compreende a eficiência máxima, em porcentagem, de uma máquina à vapor em que um fluído entrou a 1160 K e saiu do ciclo a 870 K:

A 75%
B 50%
C 25%
D 15%
E 65%

Aprendendo Através de Exercícios

há 3 anos

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17 pág.

Prática II - Termodinâmica

Respostas

ano passado

Para calcular a eficiência máxima de uma máquina térmica, podemos usar a fórmula da eficiência de Carnot, que é dada por: \[ \eta = 1 - \frac{T_f}{T_c} \] onde \(T_f\) é a temperatura da fonte fria (em Kelvin) e \(T_c\) é a temperatura da fonte quente (em Kelvin). No seu caso: - \(T_c = 1160 \, K\) (temperatura de entrada) - \(T_f = 870 \, K\) (temperatura de saída) Substituindo os valores na fórmula: \[ \eta = 1 - \frac{870}{1160} \] Calculando: \[ \eta = 1 - 0,75 = 0,25 \] Convertendo para porcentagem: \[ \eta = 0,25 \times 100 = 25\% \] Portanto, a eficiência máxima da máquina a vapor é de 25%. A alternativa correta é: C) 25%

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há 3 anos

A eficiência máxima de uma máquina térmica de Carnot é dada pela diferença de temperatura entre a fonte quente e a fonte fria, dividida pela temperatura da fonte quente. Portanto, a eficiência máxima é dada por: η = (T1 - T2) / T1 Onde T1 é a temperatura da fonte quente e T2 é a temperatura da fonte fria. Substituindo os valores fornecidos na questão, temos: η = (1160 - 870) / 1160 = 0,25 = 25% Portanto, a alternativa correta é a letra C) 25%.

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Prática II - Termodinâmica

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Atente para a seguinte informação:

“Um conceito muito importante da Física é o princípio da conservação da energia. Ele nos diz que um sistema físico pode manifestar diversas formas de energia e convertê-la de uma forma para outra, mas a soma de todas elas deve conservar-se. É o que acontece, por exemplo, em uma usina hidrelétrica, que converte uma fração da energia potencial da queda d’água em energia elétrica, ou nos motores dos carros, que convertem parte da energia química do combustível em energia mecânica”.

Considerando estas informações e os conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica, sobre o conceito conservação de energia, analise e julgue as seguintes proposições:

I. Todo calor obtido pelo sistema é convertido em trabalho, como podemos comprovar pelas máquinas térmicas.
II. A segunda lei da termodinâmica relaciona os valores de calor e trabalho recebidos e efetuados por um sistema.
III. Chamamos de rendimento a eficiência que um sistema apresenta em converter calor em trabalho.
IV. A variação de temperatura gera dilatações nos materiais, o que pode dificultar o encaixe de peças, deixando a estrutura instável.
V. No processo de combustão que ocorre no motor do veículo, a energia química do combustível é totalmente convertida em energia mecânica.

Assinale a alternativa correta:
I. Todo calor obtido pelo sistema é convertido em trabalho, como podemos comprovar pelas máquinas térmicas.
II. A segunda lei da termodinâmica relaciona os valores de calor e trabalho recebidos e efetuados por um sistema.
III. Chamamos de rendimento a eficiência que um sistema apresenta em converter calor em trabalho.
IV. A variação de temperatura gera dilatações nos materiais, o que pode dificultar o encaixe de peças, deixando a estrutura instável.
V. No processo de combustão que ocorre no motor do veículo, a energia química do combustível é totalmente convertida em energia mecânica.
A As asserções III e V são verdadeiras.
B As asserções I, II e III são verdadeiras.
C As asserções II e III são verdadeiras.
D As asserções I, III e V são verdadeiras.
E As asserções III e IV são verdadeiras.

Leia a passagem de texto:

“Ao elevarmos a pressão de um sistema, as temperaturas em que ocorrerão mudanças de fase serão também elevadas e os intervalos de entropia serão menores entre si. Com

da amostra.
Você assinalou essa alternativa (B)

C Quanto maior a temperatura de um sistema, maior será a agitação das moléculas e menor a entropia (desordem).

D O ponto crítico representa um estado de baixa entropia do sistema, ou seja, de elevada organização molecular.

E No ponto crítico de uma substância observamos a fusão instantânea da amostra em questão.

Assinale a alternativa correta:

A Quanto maior a pressão de um sistema, maior será a entropia da amostra.
B Quanto maior a temperatura de um sistema, menor será a entropia (desordem) da amostra.
C Quanto maior a temperatura de um sistema, maior será a agitação das moléculas e menor a entropia (desordem).
D O ponto crítico representa um estado de baixa entropia do sistema, ou seja, de elevada organização molecular.
E No ponto crítico de uma substância observamos a fusão instantânea da amostra em questão.

Leia o fragmento de texto:

“Entropia, num sistema termodinâmico, é definida como a razão entre o calor (infinitesimal) trocado com o meio e a temperatura (absoluta) do sistema, ou seja, S= Qi”.

Ti
Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão.
Considerando estas informações e os conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica, sobre entropia e suas implicações, assinale a alternativa correta:

A Quanto maior a temperatura de um sistema, menor a entropia do mesmo, visto que as partículas se encontram mais desordenadas.
B A entropia tem sua variação dependendo do caminho, ou seja, da sucessão de etapas de um processo.
C A fase gasosa apresenta uma baixa entropia, pois apresenta uma elevada agitação das partículas.
D A entropia, assim como a energia interna e entalpia, é uma função de estado, dependendo apenas dos estados iniciais e finais do sistema.
E A fase sólida representa um estado de alta entropia, pois apresenta um elevado grau de ordenação de suas partículas.

Leia o trecho de texto:

“Pela equação geral dos gases, podemos abordar as variações ocorridas nas três variáveis: pressão, temperatura e volume”.
Fonte: texto elaborado pelo autor da questão.
Considerando estas informações e os conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica, e admitindo 20 L de um gás em um sistema fechado em que há conservação de massa que inicialmente eram submetidos a 3 atm de pressão a uma temperatura de 500K, assinale a alternativa que apresenta a pressão medida no sistema quando gás passa a ocupar um volume de 40 L em uma temperatura de 350K.
Dados: Equação geral dos gases: P1 .V1 = P2 . V2
T1 T2

A 1,05 atm
B 0,95 atm
C 2,75 atm
D 3,25 atm
E 0,55 atm

Leia a passagem de texto:

“Os sistemas que convertem calor ou energia térmica em energia mecânica, usada para realizar trabalho, são chamados de maquinas térmicas”.
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: PIZZO, Sandro Megale. Fundamentos da Termodinâmica. São Paulo, Pearson Education do Brasil, 2015. p. 137.
Considerando estas informações e os conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica, sobre o funcionamento das máquinas térmicas e seus aspectos, assinale a alternativa que relaciona corretamente as colunas a seguir:

1. Reservatório quente
2. Reservatório frio
3. Conversão do calor em trabalho

( ) Relacionado a eficiência térmica da máquina.
( ) Absorvedor de calor que opera à temperatura constante.
( ) Fornecedor de calor que opera à uma temperatura constante.

A 1 – 2 – 3
B 2 – 1 – 3
C 1 – 3 – 2
D 3 – 1 – 2
E 3 – 2 – 1

Atente para a citação:

“Diz-se que uma substância pura é simples quando é formada por apenas um elemento químico. [...] Uma substância pura é composta quando é formada por mais de um tipo de elemento químico”.
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: PIZZO, Sandro Megale. Fundamentos da Termodinâmica. São Paulo, Pearson Education do Brasil, 2015. p. 78.
Considerando estas informações e os conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica, sobre classificação de substâncias, assinale a alternativa correta:

A Substâncias como H2, O2 e Cl2 são consideradas compostas, pois apresentam 2 átomos em sua constituição.
B As substâncias puras simples mudam de estado físico em temperaturas constantes, enquanto as compostas não.
C Substâncias como H2O, CO2 e O3 são consideradas compostas, pois são formadas por mais de um tipo de elemento químico.
D A água pura (H2O) apresenta temperaturas, durante a mudança de fase, constantes por se tratar de uma substância pura.
E São consideradas substâncias puras simples O2, O3 e CO2, pois apresentam em suas fórmulas o mesmo elemento, oxigênio.

Observe a figura:

Considerando estas informações e os conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica, sobre ciclos de potências a vapor e usinas nucleares, assinale a alternativa correta:

A No processo esquematizado vemos a conversão direta de energia nuclear em elétrica.
B A fissão nuclear é um processo que libera muita energia; esta é aproveitada para queimar combustível fóssil.
C A região indicada por “turbina” é alimentada pelo vapor d’água gerado pela fissão nuclear que liberou energia para aquecer a água do sistema.
D A produção de energia por meio da fissão nuclear não gera resíduo algum para o ambiente, tampouco libera radiação.
E Conforme o esquema, a água utilizada no processo é condensada e dispensada na natureza, não podendo ser reaproveitada.

Considerando estas informações e os conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica, sobre o ciclo de Rankine e suas etapas, assinale a alternativa que relaciona corretamente as colunas:
1. Ocorre na turbina
2. Ocorre no condensador
3. Ocorre na bomba
A 1 – 3 – 2
B 2 – 1 – 3
C 2 – 3 – 1
D 1 – 2 – 3
E 3 – 1 – 2

Considerando estas informações e os conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica, e admitindo um gás em um sistema fechado em que há conservação de massa que inicialmente apresentava 2 atm de pressão, 10 L de volume e temperatura de 300K, assinale a alternativa que apresenta o volume assumido pelo gás ao ser submetido a uma pressão de 3 atm e 550K de temperatura.

A 15 L
B 110 L
C 12,2 L
D 1,22 L
E 11,2 L

Considerando estas informações e os conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica, sobre as transformações ou processos termodinâmicos, relacione corretamente as colunas a seguir:
1. Processo isobárico
2. Processo isotérmico
3. Processo isocórico
A 1 – 2 – 3
B 2 – 1 – 3
C 1 – 3 – 2
D 2 – 3 – 1
E 3 – 1 – 2

Considerando estas informações e os conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica, sobre o assunto assinale a alternativa correta:

A O valor do ponto crítico é o mesmo para todas as substâncias químicas no estado líquido.
B No ponto crítico de uma substância observamos a evaporação instantânea da amostra.
C Quanto maior a temperatura de um sistema, maior será a agitação das moléculas e menor a entropia (desordem).
D O ponto crítico representa um estado de baixa entropia do sistema, ou seja, de elevada organização molecular.
E No ponto crítico de uma substância observamos a fusão instantânea da amostra em questão.

Considerando estas informações e os conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica, sobre entropia e suas implicações, assinale a alternativa correta:

A Quanto maior a temperatura de um sistema, menor a entropia do mesmo, visto que as partículas se encontram mais desordenadas.
B A entropia tem sua variação dependendo do caminho, ou seja, da sucessão de etapas de um processo.
C A fase gasosa apresenta uma baixa entropia, pois apresenta uma elevada agitação das partículas.
D A entropia, assim como a energia interna e entalpia, é uma função de estado, dependendo apenas dos estados iniciais e finais do sistema.
E A fase sólida representa um estado de alta entropia, pois apresenta um elevado grau de ordenação de suas partículas.

/10 - Termodinâmica
Considere o fragmento de texto:
“O comportamento dos gases, em termos de suas variáveis de estado, é frequentemente descrito de modo simplificado, o que é conveniente para os cálculos termodinâmicos, por meio do modelo do gás ideal ou perfeito [...]”.
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: PIZZO, Sandro Megale. Fundamentos da Termodinâmica. São Paulo, Pearson Education do Brasil, 2015. p. 100.
Considerando estas informações e os conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica, sobre o modelo do gás ideal, assinale a alternativa correta:
A Os gases movimentam-se em uma trajetória retilínea e com velocidade constante dentro de um recipiente.
B Os choques ocorridos entre as moléculas gasosas são inelásticos, com perda de energia molecular.
C A título de estudo consideramos as moléculas gasosas como grandes corpos muito próximos entre si.
D Os gases apresentam movimento desordenado e velocidades variáveis diretamente ligadas à temperatura do sistema.
E Os choques ocorridos entre as moléculas gasosas e as paredes do recipiente que as contem são elásticos, não conservando energia.
A
B
C
D
E

Questão 9/10 - Termodinâmica
Leia o excerto de texto:
“A geladeira nada mais é do que uma máquina térmica que tira o calor da fonte fria (dentro da geladeira) e transfere para a fonte quente (ambiente)”.
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: PIZZO, Sandro Megale. Fundamentos da Termodinâmica. São Paulo, Pearson Education do Brasil, 2015. p. 124.
Considerando estas informações e os conteúdos do livro-base Fundamentos da Termodinâmica, sobre o funcionamento de máquinas térmicas, julgue as proposições a seguir e assinale a alternativa correta:
I. Uma geladeira apresenta uma bomba que retira calor da fonte fria, por meio da realização de trabalho, e lança para a fonte quente.
II. Uma válvula de expansão, componente desse eletrodoméstico, promove condições para que a retirada de calor ocorra.
III. O condensador tem por função transferir calor para a fonte quente, também chamado de trocador de calor.
IV. O coeficiente de eficácia determina o rendimento de um processo de refrigeração, sendo a razão entre calor retirado e trabalho realizado.
A I, II e III.
B I, II, III e IV.
C I, III e IV.
D I, II e IV.
E II, III e IV.

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