Termodinâmica

Num processo termodinâmico, a pressão de certa massa de gás ideal é duplicada, enquanto sua temperatura é reduzida à metade. O volume da massa gasosa, após o processo:

• a) dobra

• b) quadruplica

• c) não se altera

• d) é reduzido à metade

• e) é reduzido à quarta parte

A primeira lei da termodinâmica para sistemas fechados foi originalmente comprovada pela observação empírica, no entanto é hoje considerada como a definição de calor através da lei da conservação da energia e da definição de trabalho em termos de mudanças nos parâmetros externos de um sistema.

Com base nos conhecimentos sobre a Termodinâmica, é correto afirmar:

• a) A energia interna de uma amostra de um gás ideal é função da pressão e da temperatura absoluta.

• b) Ao receber uma quantidade de calor Q igual a 48,0 J, um gás realiza um trabalho igual a 16,0 J, tendo uma variação da energia interna do sistema igual 64,0 J.

• c) A energia interna, o trabalho realizado e a quantidade de calor recebida ou cedida independem do processo que leva o sistema do estado inicial A até um estado final B.

• d) Quando se fornece a um sistema certa quantidade de energia Q, esta energia pode ser usada apenas para o sistema realizar trabalho.

• e) Nos processos cíclicos, a energia interna não varia, pois volume, pressão e temperatura são iguais no estado inicial e final.

Do ponto de vista da primeira lei da termodinâmica, o balanço de energia de um dado sistema é dado em termos de três grandezas:

• a) pressão, volume e temperatura.

• b) calor, energia interna e volume.

• c) trabalho, calor e energia interna.

• d) trabalho, calor e densidade.

• e) pressão, calor e temperatura

O 2° princípio da Termodinâmica pode ser enunciado da seguinte forma: “É impossível construir uma máquina térmica operando em ciclos, cujo único efeito seja retirar calor de uma fonte e convertê-lo integralmente em trabalho.”

Por extensão, esse princípio nos leva a concluir que:

• a) sempre se pode construir máquinas térmicas cujo rendimento seja 100%;

• b) qualquer máquina térmica necessita apenas de uma fonte quente;

• c) calor e trabalho não são grandezas homogêneas;

• d) qualquer máquina térmica retira calor de uma fonte quente e rejeita parte desse calor para uma fonte fria;

• e) somente com uma fonte fria, mantida sempre a 0 °C, seria possível a uma certa máquina térmica converter integralmente calor em trabalho.

A refrigeração e o congelamento de alimentos são responsáveis por uma parte significativa do consumo de energia elétrica numa residência típica.

Para diminuir as perdas térmicas de uma geladeira, podem ser tomados alguns cuidados operacionais:

I. Distribuir os alimentos nas prateleiras deixando espaços vazios entre eles, para que ocorra a circulação do ar frio para baixo e do quente para cima.

II. Manter as paredes do congelador com camada bem espessa de gelo, para que o aumento da massa de gelo aumente a troca de calor no congelador.

III. Limpar o radiador (“grade” na parte de trás) periodicamente, para que a gordura e o poeira que nele se depositam não reduzam a transferência de calor para o ambiente.

Para uma geladeira tradicional é correto indicar, apenas,

• a) a operação I.

• b) a operação II.

• c) as operações I e II.

• d) as operações I e III.

• e) as operações II e III.

Analise as proposições a seguir e marque a alternativa correta:

( ) Máquina térmica é um sistema que realiza transformação cíclica: depois de sofrer uma série de transformações ela retorna ao estado inicial.

( ) É impossível construir uma máquina térmica que transforme integralmente calor em trabalho.

( ) O calor é uma forma de energia que se transfere espontaneamente do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura.

() É impossível construir uma máquina térmica que tenha um rendimento superior ao da Máquina de Carnot, operando entre as mesmas temperaturas.

( ) Quando um gás recebe 400 J de calor e realiza um trabalho de 250 J, sua energia interna sofre um aumento de 150 J.

• a) V-V-V-V-V

• b) F-F-V-V-F

• c) V-V-F-V-F

• d) F-V-F-V-V

• e) V-V-V-F-F

Mantendo uma estreita abertura em sua boca, assopre com vigor sua mão agora! Viu? Você produziu uma transformação adiabática! Nela, o ar que você expeliu sofreu uma violenta expansão, durante a qual:

• a) o trabalho realizado correspondeu à diminuição da energia interna desse ar, por não ocorrer troca de calor com o meio externo;

• b) o trabalho realizado correspondeu ao aumento da energia interna desse ar, por não ocorrer troca de calor com o meio externo;

• c) o trabalho realizado correspondeu ao aumento da quantidade de calor trocado por esse ar com o meio, por não ocorrer variação da sua energia interna;

• d) não houve realização de trabalho, uma vez que o ar não absorveu calor do meio e não sofreu variação de energia interna;

• e) não houve realização de trabalho, uma vez que o ar não cedeu calor para o meio e não sofreu variação de energia interna.

Um motor só poderá realizar trabalho se receber uma quantidade de energia de outro sistema. No caso, a energia armazenada no combustível é, em parte, liberada durante a combustão para que o aparelho possa funcionar. Quando o motor funciona, parte da energia convertida ou transformada na combustão não pode ser utilizada para a realização de trabalho. Isso quer dizer que há vazamento da energia em outra forma.

De acordo com o texto, as transformações de energia que ocorrem durante o funcionamento do motor são decorrentes da:

• a) liberação de calor dentro do motor ser impossível.

• b) realização de trabalho pelo motor ser incontrolável.

• c) conversão integral de calor em trabalho ser impossível.

• d) transformação de energia térmica em cinética ser impossível.

• e) utilização de energia potencial do combustível ser incontrolável.

Acerca do comportamento de uma determinada amostra de gás ideal são feitas as seguintes afirmações:

I. Sob pressão constante, o volume é diretamente proporcional à temperatura absoluta.

II. O volume é diretamente proporcional à pressão, se a temperatura se mantém constante.

III. O volume constante, a pressão é inversamente proporcional à temperatura absoluta.

• a) apenas I é correta.

• b) apenas II é correta.

• c) apenas III é correta.

• d) I, II e III são corretas.

• e) I, II e III são falsas.

Um gás ideal sofre uma mudança de estado na qual seu volume é reduzido à metade e sua temperatura é duplicada. Então, sua pressão fica multiplicada por:

• a) 1/4

• b) 1/2

• c) 1

• d) 2

• e) 4