ESTUDOS DIRIGIDOS - DATA DE ENTREGA: 23/05/17 ESTUDO DIRIGIDO 5 (ED5)

Transcrição

1 Y Campus Brasília-DF Curso: Engenharia Civil Disciplina: Fundamentos de Termodinâmica Profº: MSc. Demetrius dos Santos Leão NOTA (Valor: 1,0 ponto) Nome do aluno: RA: Turma: AVALIAÇÃO GERAL: ( ) Completo. ( ) Resoluções completas. ( ) Bem organizado. ( ) Atividades incompletas. ( ) Respostas mal elaboradas. ( ) Desorganizado. ( ) Outros. ESTUDOS DIRIGIDOS - DATA DE ENTREGA: 23/05/17 Mudanças de Fase ESTUDO DIRIGIDO 5 (ED5) 1. (FUVEST-SP). Nos dias frios, quando uma pessoa expele ar pela boca, forma-se uma espécie de fumaça junto ao rosto. Isso ocorre porque a pessoa: a) expele ar quente que condensa o vapor de água existente na atmosfera. b) expele ar quente e úmido que se esfria, ocorrendo a condensação dos vapores expelidos. c) expele ar frio que provoca a condensação do vapor de água na atmosfera. d) provoca a evaporação da água existente no ar. e) provoca a liquefação do ar, com seu calor. 2. (UFPEL-RS). Um bloco de chumbo está sendo fundido. Durante esse processo, à pressão constante, é correto afirmar que: a) ele recebe calor e sua temperatura aumenta. b) ele cede calor e sua temperatura aumenta. c) ele recebe calor e sua temperatura permanece constante. d) o calor evidenciado é sensível, pois há mudança de temperatura. e) ele cede calor e sua temperatura diminui. 3. (UFPRL-RS). A panela de pressão é um recipiente que tem a finalidade de cozinhar os alimentos em menos tempo. A quantidade de vapor contido dentro dela faz com que: a) aumente a pressão sobre a água, fazendo com que a sua temperatura de ebulição diminua. b) aumente a pressão sobre a água, fazendo com que a sua temperatura de ebulição aumente. c) diminua a pressão sobre a água, fazendo com que a sua temperatura de ebulição aumente. d) aumente a pressão sobre a água, fazendo com que a sua temperatura de ebulição se mantenha constante e igual a 100 C. e) diminua a pressão sobre a água, fazendo com que a sua temperatura de ebulição permaneça constante e igual a 100 C. 4. (UFSM-RS). Assinale falso (F) ou verdadeiro (V) em cada afirmativa. ( ) A água pode evaporar a uma temperatura menor do que 100 C. ( ) A sensação de frio ocasionada pela evaporação da água sobre a pele deve-se à absorção de energia da pele pelo líquido. ( ) A velocidade de evaporação da água não depende da pressão externa. A sequência correta é a) V - V F. b) F - F V. c) F - F F. d) V - F F. e) V - V V.

2 5. (Unifor-CE). Considere a tabela de pontos de fusão e de ebulição das substâncias a seguir, a 1 atm de pressão. A 50ºC, encontram-se no estado líquido: a) cloro e flúor. b) cloro e iodo. c) mercúrio e iodo. d) flúor e bromo. e) bromo e mercúrio. 6. Um corpo de massa 6g em estado sólido, é aquecido até o ponto de fusão. Sabendo que o calor latente do corpo é de 35 cal/g, determine a quantidade de calor recebida pelo corpo. 7. (Unifor-CE). O gráfico representa a temperatura de uma amostra de massa 100g de determinado metal, inicialmente sólido, em função da quantidade de calor por ela absorvida. Pode-se afirmar que o calor latente tem fusão desse metal, em cal/g é: a) 12 b) 10 c) 8 d) 6 e) 2

3 8. Determine a quantidade de calor em kj necessária para um bloco de gelo com 2 kg de massa, inicialmente a -10 C, seja aquecido até a temperatura de 5 C. DADOS: Calor específico do gelo = 0,5 cal/g C / Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g / 1 cal= 4 J a) 145 b) 155 c) 165 d) 170 e) (Unifor-CE). Um cubo de gelo de massa 100 g, inicialmente à temperatura de - 20 C, é aquecido até se transformar em água a 40 C (dados: calor específico do gelo 0,50 cal/g C; calor específico da água 1,0 cal/g C; calor de fusão do gelo 80 cal/g). As quantidades de calor sensível e de calor latente trocados nessa transformação, em calorias, foram, respectivamente: a) e b) e c) e d) e e) e 4.000

4 10. (UFB). Determine a quantidade de calor que se deve fornecer a 100g de gelo a -10 C para transformá-lo em vapor a 110 C. Dados: calor específico da água = 1,0 cal/g C calor específico do gelo = calor específico do vapor=0,5 cal/g C calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g calor latente de vaporização da água=540cal/g 11. (UFPB). Em um copo há 100g de água (calor específico c=1,0 cal/g C) à temperatura de 30 C. Desejando resfriar a água, coloca-se nesse copo 100g de gelo (calor latente de fusão L=80cal/g) à temperatura de 0 C. Considerando o copo um calorímetro de capacidade térmica desprezível, após o equilíbrio térmico a temperatura será de (em C): a) -20 b) -10 c) 0 d) 10 e) 20

5 12. (PUC-RJ). Uma quantidade de água líquida de massa m = 200 g, a uma temperatura de 30 C, é colocada em um calorímetro junto a 150 g de gelo a 0 C. Após atingir o equilíbrio, dado que o calor específico da água é ca = 1,0 cal/(g. C) e o calor latente de fusão do gelo é L = 80 cal/g, calcule a temperatura final da mistura gelo + água. a) 10 C b) 15 C c) 0 C d) 30 C e) 60 C 13. (UNIOESTE-PR). Se misturarmos, num recipiente de capacidade térmica desprezível, 150 g de água a 80 C com 50 g de gelo a 0 C, considerando o calor específico da água igual a 1 cal/gºc e o calor de fusão do gelo como 80 cal/g, a temperatura de equilíbrio da mistura será de a) 20 C b) 25 C c) 30 C d) 35 C e) 40 C

6 14. Em um recipiente de capacidade térmica desprezível, há 1,5 kg de água e uma peça de ferro cuja massa é de 100 g, ambos com temperatura inicial de 80ºC. Coloca-se nesse recipiente um cubo de gelo de massa 200g a -5ºC. Calcule a temperatura final da mistura supondo que as trocas de calor só ocorram entre a água, o ferro e gelo. Dados: Calor específico da água: 1,0 cal/g C Calor específico do gelo: 0,5 cal/g C Calor específico do ferro: 0,1 cal/g C Calor latente de fusão da água: 80 cal/g

7 ESTUDO DIRIGIDO 6 (ED6) 1. (UFAL-AL) Analise as proposições a seguir e julgue-as: ( ) 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. 2. (CEFET-PR) 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. 3. (UFSC-SC) Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S) a respeito do ciclo de Carnot: (01) Por ser ideal e imaginária, a máquina proposta por Carnot contraria a segunda lei da Termodinâmica. (02) Nenhuma máquina térmica que opere entre duas determinadas fontes, às temperaturas T1 e T2, pode ter maior rendimento do que uma máquina de Carnot operando entre essas mesmas fontes. (03) Uma máquina térmica, operando segundo o ciclo de Carnot entre uma fonte quente e uma fonte fria, apresenta um rendimento igual a 100%, isto é, todo o calor a ela fornecido é transformado em trabalho. (04) O rendimento da máquina de Carnot depende apenas das temperaturas da fonte quente e da fonte fria. (05) O ciclo de Carnot consiste em duas transformações adiabáticas, alternadas com duas transformações isotérmicas. 4. Em uma máquina térmica são fornecidos 3000 J de calor pela fonte quente para o início do ciclo e 2400 J passam para a fonte fria. Qual o trabalho realizado pela máquina, se considerarmos que toda a energia que não é transformada em calor passa a realizar trabalho? Qual o rendimento dessa máquina térmica?

8 5. Um motor de uma motocicleta, cuja eficiência é de 25%, realiza 1500 J de trabalho. Qual é a quantidade de calor que este motor recebe da fonte quente, por segundo? Qual é a quantidade de calor que este motor rejeita a cada segundo? 6. Qual o rendimento máximo teórico de uma máquina à vapor, cujo fluido entra a 560ºC e abandona o ciclo a 200ºC? 7. (UFPF - RS) Um ciclo de Carnot trabalha entre duas fontes térmicas: uma quente, em temperatura de 227 C, e uma fria, em temperatura -73 C. O rendimento desta máquina, em percentual, é de: a) 10 b)25 c)35 d)50 e)60

9 8. (EN - RJ) Um motor térmico recebe calorias de uma fonte quente mantida a 227 C e transfere parte dessa energia para o meio ambiente a 27 C. Qual o trabalho máximo, em calorias, que se pode esperar desse motor? a) 552 b) 681 c) 722 d) 987 e) (UNIVALI - SC) Uma máquina térmica opera segundo o ciclo de Carnot entre as temperaturas de 500K e 300K, recebendo 2 000J de calor da fonte quente. o calor rejeitado para a fonte fria e o trabalho realizado pela máquina, em joules, são, respectivamente: a) 500 e b) 700 e c) e d) e 800 e) e 600 Formas de propagação de calor ESTUDO DIRIGIDO 7 (ED7) 1. (UNISA-SP). Uma panela com água está sendo aquecida num fogão. O calor das chamas se transmite através da parede do fundo da panela para a água que está em contato com essa parede e daí para o restante da água. Na ordem desta descrição, o calor se transmitiu predominantemente por: a) radiação e convecção b) radiação e condução c) convecção e radiação d) condução e convecção e) condução e radiação

10 2. (UFES). Para resfriar um líquido, é comum colocar a vasilha que o contém dentro de um recipiente com gelo, conforme a figura. Para que o resfriamento seja mais rápido, é conveniente que a vasilha seja metálica, em vez de ser de vidro, porque o metal apresenta, em relação ao vidro, um maior valor de: a) condutividade térmica b) calor específico c) coeficiente de dilatação térmica d) energia interna e) calor latente de fusão. 3. Assinale a alternativa correta: a) A condução e a convecção térmica só ocorrem no vácuo. b) No vácuo, a única forma de transmissão do calor é por condução. c) A convecção térmica só ocorre nos fluidos, ou seja, não se verifica no vácuo nem em materiais no estado sólido. d) A radiação é um processo de transmissão do calor que só se verifica em meios sólidos. e ) A condução térmica só ocorre no vácuo; no entanto, a convecção térmica se verifica inclusive em matérias no estado sólido. 4. (FAPIPAR PR). Uma carteira escolar é construída com partes de ferro e partes de madeira. Quando você toca a parte de madeira com a mão direita e a parte de ferro com a mão esquerda, embora todo o conjunto esteja em equilíbrio térmico: a) a mão direita sente mais frio que a esquerda, porque o ferro conduz melhor o calor; b) a mão direita sente mais frio que a esquerda, porque a convecção na madeira é mais notada que no ferro; c) a mão direita sente mais frio que a esquerda, porque a convecção no ferro é mais notada que na madeira; d) a mão direita sente menos frio que a esquerda, porque o ferro conduz melhor o calor; e) a mão direita sente mais frio que a esquerda, porque a madeira conduz melhor o calor. 5. (U.F.São Carlos-SP). Nas geladeiras, retira-se periodicamente o gelo do congelador. Nos pólos, as construções são feitas sob o gelo. Os viajantes do deserto do Saara usam roupas de lã durante o dia e à noite. Relativamente ao texto acima, qual das afirmações abaixo não é correta? a) o gelo é mau condutor de calor b) a lã evita o aquecimento do viajante do deserto durante o dia e o resfriamento durante a noite c) a lã impede o fluxo de calor por condução e diminui as correntes de convecção d) o gelo, sendo um corpo a 0 C, não pode dificultar o fluxo de calor e) o ar é um ótimo isolante para o calor transmitido por condução, porém favorece muito a transmissão do calor por convecção. Nas geladeiras, as correntes de convecção é que refrigeram os alimentos que estão na parte inferior 6. (FE Edson Queiroz-CE) O congelador de uma geladeira fica localizado na sua parte superior, internamente, porque: a) favorece a convecção, permitindo resfriar tanto a parte superior como a inferior b) os fabricantes convencionaram esta localização c) oferece mais espaço para os mantimentos d) deve ficar o mais afastado possível do motor, que está situado na parte inferior, externamente