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Termodinâmica

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Em termodinâmica, o prefixo ISO, normalmente, é utilizado para designar processos em que uma determinada propriedade permanece constante, ou seja, não varia ao longo do tempo. Nos processos quase-estáticos, essas transformações podem ocorrer em função de algumas variáveis de estado.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os tipos de processos termodinâmicos, analise as afirmativas a seguir.
I. Nos processos isotérmicos, a temperatura permanece constante, porém, a pressão e a temperatura variam.
II. Nos processos isocóricos, a pressão permanece constante, porém, a temperatura e o volume variam.
III. Nos processos isobáricos, o volume permanece constante, porém, a temperatura e a pressão variam.
IV. Em qualquer processo termodinâmico, enquanto uma propriedade permanece constante, as demais variam.
Está correto apenas o que se afirma em: I e II.
I e IV.
II e IV.
II e III.

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Vamos analisar cada afirmativa: I. Nos processos isotérmicos, a temperatura permanece constante, porém, a pressão e a temperatura variam. Falso, a afirmativa é contraditória, pois em um processo isotérmico, a temperatura é constante, mas a pressão e o volume podem variar. Portanto, a parte que diz "a pressão e a temperatura variam" está errada. II. Nos processos isocóricos, a pressão permanece constante, porém, a temperatura e o volume variam. Falso, em um processo isocórico, o volume permanece constante, enquanto a pressão e a temperatura podem variar. III. Nos processos isobáricos, o volume permanece constante, porém, a temperatura e a pressão variam. Falso, em um processo isobárico, a pressão permanece constante, enquanto a temperatura e o volume podem variar. IV. Em qualquer processo termodinâmico, enquanto uma propriedade permanece constante, as demais variam. Verdadeiro, essa afirmativa está correta, pois é uma característica dos processos termodinâmicos. Com base na análise, apenas a afirmativa IV está correta. Portanto, nenhuma das alternativas apresentadas (I e II; I e IV; II e IV; II e III) contém apenas itens verdadeiros. Você precisa criar uma nova pergunta.

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Leia o trecho a seguir: “Embora estejamos familiarizados com a temperatura como medida de ‘calor’ ou ‘frio’, não é fácil apresentar uma definição exata para ela. Com base em nossas sensações fisiológicas, expressamos o nível de temperatura qualitativamente com palavras como frio, morno e quente. Entretanto, não podemos atribuir valores a temperaturas com base apenas em nossas sensações. Felizmente, várias propriedades dos materiais mudam com a temperatura de maneira repetida e previsível, criando a base para a medição da temperatura com exatidão”. Fonte: ÇENGEL, Y., BOLES, M. Termodinâmica. 7 ed. Porto Alegre: AMGH, 2013, p. 17.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre o fenômeno de equilíbrio térmico, pode-se afirmar que:
se dois corpos estão equilibrados termicamente com um terceiro corpo, então eles deixam de estar equilibrados entre si.
a transferência de calor para corpos que se mantenham em contato ocorre no sentido do corpo mais frio para o corpo mais quente.
o equilíbrio térmico pode ser atingido à temperatura ambiente desde que os corpos que permaneçam isolados.
o conceito de calor está relacionado diretamente com a medida da temperatura que um corpo apresenta em qualquer instante.
a lei zero da termodinâmica diz que dois corpos estão em equilíbrio térmico se ambos tiverem a mesma leitura de temperatura.

Leia o trecho a seguir: “Na Décima Conferência de Pesos e Medidas, em 1954, a escala Celsius foi redefinida em função de um único ponto fixo e da escala de temperatura do gás ideal. O ponto fixo é o ponto triplo da água (o estado em que as fases sólida, líquida e vapor coexistem em equilíbrio). A magnitude do grau é definida em função da escala de temperatura do gás ideal.” Fonte: BORGNAKKE, C., SONNTAG, R. Fundamentos da termodinâmica. 8 ed. São Paulo: Blucher, 2013, p. 10.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os aspectos das variações de temperatura nos termômetros a gás, analise as afirmativas a seguir.
I. A temperatura de um volume de gás varia linearmente com a massa e o volume do gás.
II. A pressão de um volume fixo de gás varia exponencialmente com a temperatura do gás.
III. A variação linear da temperatura de um volume fixo de gás depende diretamente da pressão.
IV. Para qualquer valor de pressão, o zero absoluto é obtido pela extrapolação do gráfico linear P(T).
Está correto apenas o que se afirma em: III e IV.
I e II.
II e III.
I e IV.
II e IV.

Os processos de mudança de fase envolvem diversas etapas que compõem os diferentes ordenamentos moleculares de uma substância, quando esta é aquecida ou resfriada. Esses processos são especificados para um valor de pressão determinado, onde expansões ou compressões volumétricas podem ocorrer à medida que a substância transita entre duas fases diferentes.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre transformações de fases, analise e ordene as etapas a seguir de acordo com a sequência em que ocorrem durante os processos de mudança de fase da água sob aquecimento à pressão constante.
( ) Calor latente de vaporização.
( ) Fusão.
( ) Vaporização.
( ) Calor latente de fusão.
( ) Vapor superaquecido.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 3, 4, 5, 2, 1.
3, 2, 4, 5, 1.
5, 4, 3, 1, 2.
4, 2, 1, 3, 5.
4, 1, 3, 2, 5.

Várias escalas empíricas de temperatura têm sido utilizadas nos últimos 70 anos para propiciar a calibração de instrumentos e normalizar as medições de temperatura. A Escala Internacional de Temperatura de 1990 (ITS-90) é a mais recente dessas e é baseada em um conjunto de pontos fixos facilmente reprodutíveis, que receberam valores numéricos de temperatura definidos, e em certas fórmulas que relacionam as temperaturas às leituras de determinados instrumentos de medição de temperatura.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre as escalas termodinâmicas de temperatura, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
I. As escalas Kelvin e Rankine são as escalas termodinâmicas absolutas do sistema internacional e inglês, respectivamente.
II. Em termodinâmica, em geral, é necessário que as escalas absolutas sejam independentes das propriedades de qualquer substância.
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
As asserções I e II são falsas.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.

Leia o trecho a seguir: “Toda mudança na qual um sistema passa de um estado de equilíbrio para outro é chamada de processo, e a série de estados pelos quais um sistema passa durante um processo é chamada de percurso do processo. Para descrever um processo completamente, é preciso especificar os estados inicial e final do processo, bem como o percurso que ele segue, além das interações com a vizinhança.” Fonte: ÇENGEL, Y. A., BOLES, M. Termodinâmica. 7 ed. Porto Alegre: AMGH, 2013, p. 15.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre o processo termodinâmico de quase-equilíbrio, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
I. Um processo quase-estático ou de quase-equilíbrio constitui uma representação verdadeira de um processo real.
II. Esse processo se desenvolve lentamente, permitindo que o sistema se ajuste internamente, de modo que suas propriedades variem na mesma proporção.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
As asserções I e II são falsas.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.

Uma substância que apresenta a mesma composição química em toda a sua extensão é chamada de substância pura. Entretanto, uma substância pura não precisa ser constituída de um único elemento ou composto químico. Desde que a mistura seja aproximadamente homogênea, uma substância composta pela combinação de diversos elementos também pode se qualificar como pura.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre as fases de uma substância, está correto apenas o que se afirma em:
Uma mistura de gelo e água líquida forma uma substância quimicamente heterogênea, o que é suficiente para qualificá-la como substância pura.
Uma mistura de ar líquido e ar gasoso é uma substância pura, já que ambos apresentam composição principal de oxigênio e dióxido de carbono.
As ligações intermoleculares são mais fortes nos gases e mais fracas nos sólidos, fazendo com que os gases tenham forma molecular definida.
Na fase líquida, as ligações moleculares são mais fortes que nos gases e nos sólidos, permitindo ao líquido adquirir a forma do recipiente.
Uma mistura de duas ou mais fases de uma substância pura ainda é uma substância pura desde que a composição química das fases seja igual.

Nos cálculos termodinâmicos, é possível que algumas propriedades sejam definidas ou identificadas a partir do conhecimento de suas respectivas unidades. Além da dimensão, as unidades básicas fornecem à determinada grandeza as relações entre suas medidas e as de seus constituintes. Em engenharia, dois sistemas de unidade são normalmente utilizados: o Sistema Internacional de Unidades (SI), que é o padrão mundial legalmente aceito na maioria dos países, e o Sistema Inglês de Engenharia, que especifica muitas das unidades básicas, em alguns países de língua inglesa.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os sistemas de unidades internacional e inglês, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) A libra-massa é a unidade básica inglesa para a força.
II. ( ) A unidade básica do SI para a massa é o grama.
III. ( ) A unidade básica inglesa para o tempo é o segundo.
IV. ( ) A unidade básica do SI para o comprimento é o metro.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: V, F, F, V.
V, F, V, F.
F, F, V, V.
F, V, V, F.
F, V, F, V.

Para descrever um sistema termodinâmico e prever seu comportamento, torna-se necessário o conhecimento de suas propriedades e como elas estão relacionadas. Assim, pode-se dizer que o valor de uma propriedade tem relevância para todo o sistema, o que, por sua vez, implica o que é chamado equilíbrio.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre as propriedades de uma substância e as propriedades de um sistema termodinâmico, é correto afirmar que:
qualquer propriedade pode ser definida em termos macroscópicos do sistema, já que elas dependem da substância.
qualquer propriedade termodinâmica pode ser definida segundo o ponto de vista microscópico do sistema.
qualquer propriedade é uma característica macroscópica do sistema, tal como massa e temperatura.
toda propriedade deve ser definida com o conhecimento prévio do caminho ou história do sistema.
uma propriedade é uma característica microscópica do sistema e depende do comportamento prévio desse.

Leia o trecho a seguir: “Três propriedades intensivas mensuráveis particularmente importantes na termodinâmica aplicada à engenharia são o volume específico, a pressão e a temperatura. Em uma perspectiva macroscópica, a descrição da matéria é simplificada quando se considera que ela é uniformemente distribuída ao longo de uma região. A validade dessa idealização, conhecida como hipótese do contínuo, pode ser inferida pelo fato de que, para uma classe extremamente ampla de fenômenos de interesse para a engenharia, o comportamento da matéria obtido por essa descrição encontra-se em conformidade com dados medidos”. Fonte: MORAN, M. J. et al. Princípios de termodinâmica para engenharia. 8 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2018, p. 11.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado a respeito das propriedades intensivas em termodinâmica, analise os termos disponíveis a seguir e associe-os às suas respectivas características.
1) Densidade.
2) Volume específico.
3) Peso específico.
4) Pressão manométrica.
( ) Relação que denota a razão entre a distribuição de matéria em uma substância por unidade de massa.
( ) Relação que especifica as diferenças entre a força por unidade de área no vácuo e na atmosfera.
( ) Relação que define a razão entre a massa de uma substância por unidade de volume.
( ) Relação que fornece o produto entre a densidade e a aceleração da gravidade.

A temperatura com que uma substância muda de fase tem relação direta com a pressão. A água, por exemplo, pode permanecer líquida mesmo a temperaturas acima de 100°C, desde que submetida a pressões maiores que a pressão atmosférica.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os processos de aquecimento da água, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) A uma determinada pressão, a temperatura na qual uma substância muda de fase é chamada de temperatura de saturação.
II. ( ) A quantidade de energia absorvida ou liberada durante um processo de mudança de fase é chamada de calor sensível.
III. ( ) O calor latente de fusão é equivalente à quantidade de energia absorvida durante o processo de solidificação.
IV. ( ) Uma substância pode entrar em ebulição na mesma temperatura, mesmo a pressões mais altas que a de saturação.
F, V, V, F.
F, F, V, V.
V, V, F, F.
V, F, V, F.
F, V, F, V.

Há inúmeras situações práticas em que duas fases de uma substância pura coexistem em equilíbrio. A água existe como uma mistura de líquido e vapor na caldeira e no condensador de uma usina termoelétrica. O refrigerante passa de líquido para vapor no congelador de um refrigerador. Por ser uma substância conhecida, a água é usada para demonstrar os princípios básicos envolvidos na mudança de fase.
Considerando essas informações e o conteúdo estudados sobre os processos de mudança de fase de substâncias puras, analise os termos disponíveis a seguir e associe-os às suas respectivas características.
1) Líquido comprimido.
2) Líquido saturado.
3) Vapor saturado.
4) Vapor superaquecido.
( ) Água no estado líquido à pressão atmosférica de 1 atm.
( ) Quantidade de vapor no limite com a fase líquida, prestes a se condensar.
( ) Vapor a uma temperatura acima do ponto de condensação.
( ) Água no estado líquido, pronta para se converter em vapor.
2, 4, 3, 1.
1, 4, 3, 2.
1, 3, 4, 2.
4, 3, 2, 1.
4, 2, 1, 3.

As escalas de temperatura permitem usufruir de uma base comum para as medições de temperatura. Todas as escalas termométricas se baseiam em alguns estados facilmente reprodutíveis, como os pontos de congelamento e de ebulição da água, por exemplo.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre as relações entre as escalas termométricas nos sistemas de unidades usuais, analise as afirmativas a seguir.
I. ( ) Os valores obtidos da escala de temperatura Kelvin normalmente dependem das propriedades da substância.
II. ( ) A escala Rankine pode ser relacionada diretamente à escala Kelvin, pois ambas são escalas termodinâmicas absolutas.
III. ( ) A diferença entre temperaturas nas escalas Celsius e Kelvin são exatamente iguais.
IV. ( ) Os pontos de fusão do gelo e ebulição da água na escala Fahrenheit correspondem a 0 e 180°C, respectivamente.
F, V, V, F.
F, V, F, V.
F, F, V, V.
V, F, F, V.
V, F, V, F.

Leia o trecho a seguir: “Embora estejamos familiarizados com a temperatura como medida de ‘calor’ ou ‘frio’, não é fácil apresentar uma definição exata para ela. Com base em nossas sensações fisiológicas, expressamos o nível de temperatura qualitativamente com palavras como frio, morno e quente. Entretanto, não podemos atribuir valores a temperaturas com base apenas em nossas sensações. Felizmente, várias propriedades dos materiais mudam com a temperatura de maneira repetida e previsível, criando a base para a medição da temperatura com exatidão.”
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre o fenômeno de equilíbrio térmico, pode-se afirmar que:
a transferência de calor para corpos que se mantenham em contato ocorre no sentido do corpo mais frio para o corpo mais quente.
a lei zero da termodinâmica diz que dois corpos estão em equilíbrio térmico se ambos tiverem a mesma leitura de temperatura.
o conceito de calor está relacionado diretamente com a medida da temperatura que um corpo apresenta em qualquer instante.
o equilíbrio térmico pode ser atingido à temperatura ambiente desde que os corpos que permaneçam isolados.
se dois corpos estão equilibrados termicamente com um terceiro corpo, então eles deixam de estar equilibrados entre si.

Leia o trecho a seguir: "Quando qualquer uma das propriedades de um sistema é alterada, ocorre uma mudança de estado e diz que o sistema percorreu um processo. Um processo é uma transformação de um estado a outro. Entretanto, se um sistema exibe o mesmo valor de suas propriedades em dois tempos distintos ele está no mesmo estado nesses tempos. Um sistema é dito em regime permanente se nenhuma de suas propriedades varia com o tempo." Fonte: MORAN, M. J. et al. Princípios de termodinâmica para engenharia. 8 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2018, p. 8.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre propriedades de um sistema, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) O estado refere-se à condição de um sistema e é, normalmente, especificado pelas propriedades.
II. ( ) A termodinâmica não trata somente de grandezas que são propriedades intrínsecas de um sistema.
III. ( ) As propriedades termodinâmicas podem ser classificadas como intensivas e internas.
IV. ( ) Algumas propriedades familiares de sistemas termodinâmicos são a pressão, temperatura e volume.
F, V, V, F.
V, V, F, V.
F, V, F, V.
V, F, V, F.
V, F, F, V.

Considerando essas informações e o conteúdo estudado a respeito das propriedades intensivas em termodinâmica, analise os termos disponíveis a seguir e associe-os às suas respectivas características.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
4, 3, 2, 1.
2, 4, 1, 3.
1, 2, 3, 4.
3, 4, 1, 2.
2, 1, 4, 3.

Os sistemas termodinâmicos ilustram dispositivos práticos integrantes dos mais diversos componentes mecânicos, variando desde máquinas térmicas simples, como refrigeradores e motores de combustão interna, a unidades complexas de produção de energia, como as grandes usinas nucleares.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre as classificações dos sistemas termodinâmicos, analise os termos disponíveis a seguir e os associe a suas respectivas características.
( ) Região onde não há escoamento de massa, calor ou trabalho.
( ) Através deste dispositivo a massa cruza as fronteiras do sistema.
( ) Também chamado de volume de controle, envolve fluxo de massa.
( ) Caso especial de sistema termodinâmico, não permite troca de energia.
2, 4, 1, 3.
3, 4, 2, 1.
4, 3, 1, 2.
2, 1, 3, 4.
1, 2, 4, 3.

Leia o trecho a seguir: “Um passo-chave inicial em qualquer análise, em engenharia, consiste em descrever de forma precisa o que está sendo estudado. Em mecânica, se a trajetória de um corpo deve ser determinada, normalmente o primeiro passo é definir um corpo livre e identificar todas as forças exercidas por outros corpos sobre ele. Na termodinâmica o termo sistema é usado para identificar o objeto de análise. Uma vez que o sistema é definido e as interações relevantes com os outros sistemas são identificadas, uma ou mais leis físicas podem ser aplicadas.”
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre as características dos sistemas termodinâmicos, pode-se afirmar que:
o sistema termodinâmico é composto pelas vizinhanças e as fronteiras, que estabelecem limites físicos entre os componentes do sistema.
os sistemas termodinâmicos chamados de volumes de controle são sistemas termodinâmicos fechados que possuem fronteiras físicas.
alguns sistemas termodinâmicos abertos podem ser estudados ignorando as interações do sistema com as vizinhanças.
o sistema termodinâmico é todo objeto sob análise no estudo, podendo ser simples como um corpo livre ou complexo como uma usina termoelétrica.
nos sistemas termodinâmicos fechados, as vizinhanças correspondem a todos aos objetos de interação internos ao sistema.

Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre as propriedades de uma substância e as propriedades de um sistema termodinâmico, é correto afirmar que:
uma propriedade é uma característica microscópica do sistema e depende do comportamento prévio desse.
qualquer propriedade é uma característica macroscópica do sistema, tal como massa e temperatura.
qualquer propriedade pode ser definida em termos macroscópicos do sistema, já que elas dependem da substância.
qualquer propriedade termodinâmica pode ser definida segundo o ponto de vista microscópico do sistema.
toda propriedade deve ser definida com o conhecimento prévio do caminho ou história do sistema.

Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre o fenômeno de equilíbrio térmico, pode-se afirmar que:
a lei zero da termodinâmica diz que dois corpos estão em equilíbrio térmico se ambos tiverem a mesma leitura de temperatura.
o equilíbrio térmico pode ser atingido à temperatura ambiente desde que os corpos que permaneçam isolados.
o conceito de calor está relacionado diretamente com a medida da temperatura que um corpo apresenta em qualquer instante.
a transferência de calor para corpos que se mantenham em contato ocorre no sentido do corpo mais frio para o corpo mais quente.
se dois corpos estão equilibrados termicamente com um terceiro corpo, então eles deixam de estar equilibrados entre si.