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Termodinâmica

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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:
1. nos sistemas termodinâmicos fechados, as vizinhanças correspondem a todos aos objetos de interação internos ao sistema.
2. o sistema termodinâmico é todo objeto sob análise no estudo, podendo ser tão simples como um corpo livre ou complexo como uma usina termoelétrica.
3. os sistemas termodinâmicos chamados de volumes de controle são sistemas termodinâmicos fechados que possuem fronteiras físicas.
4. o sistema termodinâmico é composto pelas vizinhanças e as fronteiras, que estabelecem limites físicos entre os componentes do sistema.
5. alguns sistemas termodinâmicos abertos podem ser estudados ignorando as interações do sistema com as vizinhanças.
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Todas AOLS - Fundamentos da Termodinâmica-mesclado
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UNINASSAU

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Vamos analisar cada uma das afirmações sobre sistemas termodinâmicos: 1. Nos sistemas termodinâmicos fechados, as vizinhanças correspondem a todos os objetos de interação internos ao sistema. - Incorreto. Em sistemas fechados, as vizinhanças referem-se a objetos externos ao sistema, já que o sistema não troca massa com o ambiente, mas pode trocar energia. 2. O sistema termodinâmico é todo objeto sob análise no estudo, podendo ser tão simples como um corpo livre ou complexo como uma usina termoelétrica. - Correto. Essa definição abrange a variedade de sistemas que podem ser analisados na termodinâmica. 3. Os sistemas termodinâmicos chamados de volumes de controle são sistemas termodinâmicos fechados que possuem fronteiras físicas. - Incorreto. Volumes de controle podem ser abertos ou fechados, mas a definição de volume de controle não implica necessariamente que seja um sistema fechado. 4. O sistema termodinâmico é composto pelas vizinhanças e as fronteiras, que estabelecem limites físicos entre os componentes do sistema. - Incorreto. O sistema é o objeto de análise, enquanto as vizinhanças e fronteiras são conceitos que ajudam a definir as interações, mas não fazem parte do sistema em si. 5. Alguns sistemas termodinâmicos abertos podem ser estudados ignorando as interações do sistema com as vizinhanças. - Incorreto. Sistemas abertos, por definição, trocam massa e energia com as vizinhanças, e ignorar essas interações não é uma abordagem válida. Diante da análise, a alternativa correta é: 2. O sistema termodinâmico é todo objeto sob análise no estudo, podendo ser tão simples como um corpo livre ou complexo como uma usina termoelétrica.

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

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.”
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.
1. As asserções I e II são falsas.
2. A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
3. As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
4. As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
5. A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.

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.
1) Sistema termodinâmico aberto.
2) Sistema termodinâmico fechado.
3) Sistema isolado.
4) Superfície de controle.
( ) 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.

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.”
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.
1. V, F, V, F.
2. V, F, F, V.
3. V, V, F, V.
4. F, V, V, F.
5. F, V, F, V.

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.”
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).
1. III e IV.
2. II e III.
3. I e II.
4. II e IV.
5. I e IV.

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 estudado sobre os processos de mudança de fase de substâncias puras, analise os termos disponíveis a seguir e os associe a 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.

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.
1. V, F, V, F.
2. V, F, F, V.
3. F, F, V, V.
4. F, V, F, V.
5. F, V, V, F.

Os processos de mudanças de fases 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 especificado, 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.

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:
1. Uma mistura de gelo e água líquida forma uma substância quimicamente heterogênea, o que é suficiente para qualificá-la como substância pura.
2. Uma mistura de ar líquido e ar gasoso é uma substância pura, já que ambos apresentam composição principal de oxigênio e dióxido de carbono.
3. Na fase líquida, as ligações moleculares são mais fortes que nos gases e nos sólidos, permitindo ao líquido adquirir a forma do recipiente.
4. As ligações intermoleculares são mais fortes nos gases e mais fracas nos sólidos, fazendo com que os gases tenham forma molecular definida.
5. 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.

Quando os cálculos de um projeto de engenharia são realizados, uma preocupação latente dos projetistas é com as unidades das grandezas envolvidas. Uma unidade especifica a quantidade ou dimensão de uma grandeza, por meio da qual qualquer outra grandeza do mesmo tipo é medida. É importante frisar que as dimensões fundamentais ou primárias não dependem de uma lei física para serem descritas, enquanto as dimensões secundárias são mensuradas em função das primárias.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os conceitos de dimensões físicas primárias e secundárias, pode-se afirmar que:
1. velocidade e força são exemplos de dimensões primárias, enquanto massa e comprimento são exemplos de dimensões secundárias.
2. força e pressão são exemplos de dimensões primárias, enquanto massa, comprimento e tempo são exemplos de dimensões secundárias.
3. massa e tempo são exemplos de dimensões primárias, enquanto força e pressão são exemplos de dimensões secundárias.
4. comprimento e aceleração são exemplos de dimensões primárias, enquanto força e massa são exemplos de dimensões secundárias.
5. velocidade e pressão são exemplos de dimensões primárias, enquanto comprimento e tempo são exemplos de dimensões secundárias.

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