Questões de Concurso
Sobre 2ª lei da termodinâmica - ciclo de carnot e máquinas térmicas em física
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As máquinas à vapor começaram a ser utilizadas no século XVII e até hoje os princípios de sua utilização continuam atuais. Seu funcionamento se baseia na queima de um combustível em uma fornalha para aquecer a água de uma caldeira. Ao entrar em ebulição a água origina vapor que, em alta pressão é conduzido a um cilindro contendo um pistão, que faz girar uma roda. Após passar pelo cilindro, o vapor é resfriado no condensador e retorna à caldeira para iniciar um novo ciclo. A ilustração a seguir representa o funcionamento de uma máquina térmica a vapor.
(https://www.coladaweb.com/fisica/mecanica/maquina-a-vapor/Adaptado)
Nesse ciclo de máquina térmica, transformação de energia e mudança de estado físico são observados, respectivamente, em
Utilize o Texto 03, que traz a descrição de um experimento, para responder à questão.
TEXTO 03
EXPERIMENTO DE CIÊNCIAS PARA O ENSINO FUNDAMENTAL II
Passo 01: A professora acondicionou algumas gotas de detergente em uma seringa descartável sem agulha de 20ml e colocou a parte móvel da seringa (êmbolo). Então, repetiu por diversas vezes os movimentos de puxar e empurrar sem expulsar o líquido, a fim de, apenas, lubrificar a parte interna da seringa. Em seguida, deixou o êmbolo parado na posição equivalente a 10ml e, com massa de modelar, vedou a ponta da seringa para evitar a saída de ar.
Passo 02: A professora encheu um copo com água quente e ao lado deixou um recipiente com gelo.
Passo 03: A professora mergulhou a seringa na água quente e pediu que a turma observasse o que estava acontecendo com o êmbolo da seringa.
Passo 03: A professora retirou cuidadosamente a seringa da água quente e a colocou no recipiente com gelo, demandando, novamente, que a turma observasse o que estava acontecendo com o êmbolo da seringa.
I. Três sistemas isolados termicamente, em equilíbrio térmico entre si, podem continuar trocando calor.
II. Num sistema termicamente isolado, o trabalho realizado para levar o sistema de um estado termodinâmico inicial para um final não deve depender do caminho.
III. A primeira lei da termodinâmica, ao incluir o calor como forma de energia, consiste em uma generalização do princípio de conservação de energia.
IV. Uma máquina térmica é capaz de absorver calor de uma fonte quente e produzir uma quantidade de trabalho equivalente ao calor absorvido.
V. O calor sempre flui de um corpo mais quente para outro mais frio devido à entropia.
Estão corretas as afirmativas
( ) A entropia é usada para determinar se um processo é espontâneo ou não, enquanto a primeira lei da termodinâmica diz se ele pode acontecer ou não.
( ) A variação de entropia de um sistema isolado que pode evoluir espontaneamente nunca é menor que zero, levando o sistema a evoluir para o equilíbrio onde a entropia é máxima.
( ) A variação de entropia para um processo reversível é calculada como função do calor trocado (Q) e da temperatura do sistema (T).
( ) A entropia explica a espontaneidade do derretimento de uma pedra de gelo, que ocorre para quaisquer condições do meio.
As afirmativas são, respectivamente,
Com base nas informações apresentadas e considerando que a aceleração gravitacional local é igual a 10 m/s2 , que a pressão atmosférica é igual a 101,325 kPa abs e que a perda de água é desprezível, julgue o item que se segue.
A aplicação de um revestimento com baixa emissividade
sobre a superfície externa da fornalha possibilita a redução
da perda de calor para o ambiente.
O texto refere-se a:
O gráfico pressão versus volume equivalente as transformações ABCA é:
Considere o ciclo termodinâmico teórico apresentado no diagrama PV, da Figura 4, no qual um mol de um gás monoatômico ideal está contido em um cilindro com pistão. O ciclo é composto por quatro etapas distintas: uma expansão isobárica (A ➝ B); uma expansão isotérmica (B ➝ C) à temperatura de 562,5 K; uma transformação isocórica (C ➝ D); uma compressão isotérmica (D ➝ A) à temperatura de 300 K. Para efeitos de cálculo, utilize a constante dos gases ideais R = 8 J/(mol · K) e In 1,5 × 105 ≅ 12.
Considerando a situação apresentada na Figura 4, analise as seguintes assertivas:
I. O volume do gás no estado A é de 1,6 × 10−2 m3.
II. A pressão do gás no estado C é de 103 Pa.
III. O trabalho realizado pelo gás no processo B ➙ C é de aproximadamente 54 kJ.
IV. O trabalho realizado pelo gás no processo A ➙ B é de 210 J.
Quais estão corretas?
Assinale a alternativa correta:
O ciclo de Carnot consiste em quatro transformações termodinâmicas: uma expansão isotérmica, uma expansão adiabática, uma compressão isocórica e uma compressão adiabática.
I. As reações de combustão são espontâneas. II. Uma transformação gasosa isobárica ocorre a temperatura constante. III. Uma compressão gasosa adiabática não envolve trocas de calor. IV. Os gases aquecidos apresentam pressão total maior comparado aos gases resfriados.
Está INCORRETO o que se afirma em
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