Atividade 2 – EMEC – Termodinâmica – 53/2025

ATIVIDADE 2 – EMEC – TERMODINÂMICA – 53/2025

QUESTÃO 1

Durante a operação de um compressor de ar em uma oficina mecânica, o responsável percebe que o cilindro do equipamento aquece consideravelmente à medida que o ar é comprimido. Esse fenômeno é explicado pela termodinâmica como uma consequência da realização de trabalho sobre o sistema. Ao estudar esse processo, o engenheiro responsável pelo projeto do compressor busca entender como o trabalho e o calor interagem com o sistema e influenciam sua energia interna.

Com base nos conceitos de trabalho e calor em termodinâmica, assinale a alternativa correta:

ALTERNATIVAS

Alternativa 1 – O calor e o trabalho são formas de energia armazenada.
Alternativa 2 – O calor é uma propriedade do sistema, assim como o trabalho.
Alternativa 3 – O trabalho realizado sobre o sistema tende a aumentar sua energia interna.
Alternativa 4 -O trabalho realizado pelo sistema aumenta a energia interna e a temperatura.
Alternativa 5 – O trabalho e o calor são equivalentes às propriedades de pressão e temperatura.

QUESTÃO 2

Um engenheiro analisa um sistema de ar comprimido e observa que, ao dividir o sistema em dois compartimentos idênticos, as propriedades, como volume e massa, são divididas pela metade, enquanto a pressão e a temperatura permanecem constantes. Esse tipo de análise permite compreender melhor o comportamento das propriedades termodinâmicas de um sistema, o que é essencial para a realização de simulações térmicas precisas.

Com base no conceito de propriedades termodinâmicas, assinale a alternativa correta:

ALTERNATIVAS

Alternativa 1 – O volume específico é uma propriedade intensiva, pois é dividido pela massa.
Alternativa 2 – A energia é uma propriedade intensiva, já que está ligada à agitação molecular.
Alternativa 3 – A entalpia sempre será uma propriedade intensiva, qualquer que seja o sistema.
Alternativa 4 – A massa é uma propriedade intensiva, pois não se altera com a divisão do sistema.
Alternativa 5 – A temperatura é uma propriedade extensiva, pois depende da quantidade de massa.

3ª QUESTÃO

Um engenheiro precisa calcular a temperatura de uma câmara pressurizada contendo gás oxigênio, em condições que se aproximam do comportamento ideal. Ele conhece a massa do gás, seu volume e a pressão interna. Para obter um resultado mais preciso, ele decide usar a equação de estado dos gases ideais, que considera também o número de mols da substância e a constante dos gases perfeitos. Essa abordagem é essencial em situações nas quais se requer simplicidade e bom nível de precisão.

Assinale a alternativa que apresenta corretamente a equação utilizada para esse tipo de cálculo:

ALTERNATIVAS

Alternativa 1: PV = aT²
Alternativa 2: P = T/VR
Alternativa 3: PV = nRT
Alternativa 4: V = RT/nP
Alternativa 5: P + a/V² = nRT

QUESTÃO 4

“Se estivermos tratando de sistemas isotérmicos, não há como se falar em transferência de Calor, pois essa grandeza só ocorre quando existem dois corpos de temperaturas diferentes, e podemos verificar que, em suas fronteiras, as temperaturas vão sendo modificadas com o passar do tempo, indicando a transferência de energia de um corpo para o outro, ou seja, o calor”.

MONTEIRO, Cláudio Vinicius Barbosa; FERRAREZI, Luis Fernando Calciolari. Termodinâmica. Maringá – PR:Unicesumar, 2021. Reimpresso em 2022. p. 69.

Dentro desse contexto , considere um cilindro contendo 0,5 mols de um gás ideal a 27 °C. Durante um processo onde a temperatura é mantida constante, o gás expande-se de um volume inicial de 5 L para um volume final de 15 L. Assinale a alternativa correta com o trabalho realizado pelo gás durante esse processo. Considere que a constante dos gases ideais é R = 8,314 J/mol.K.

ALTERNATIVAS

Alternativa 1 – Aproximadamente 123 J.
Alternativa 2 – Aproximadamente -123 J.
Alternativa 3 – Aproximadamente 1371 J.
Alternativa 4 – Aproximadamente -1371 J.
Alternativa 5 – Aproximadamente -12471 J.

QUESTÃO 5

A Lei de Boyle é uma das leis dos gases ideais que descrevem o comportamento dos gases em diferentes condições de pressão, volume e temperatura. Este tipo de problema é comum em estudos de termodinâmica e é frequentemente encontrado em disciplinas de física e química.

Elaborado pelo professor, 2024.

Considerando o contexto apresentado, um cilindro fechado contendo nitrogênio tem seu volume dobrado a uma temperatura constante de 300 K, resultando em uma pressão de 200 kPa. Assinale a alternativa que apresenta a pressão inicial do nitrogênio no cilindro antes de dobrar o volume.

ALTERNATIVAS

Alternativa 1 – 100 Pa.
Alternativa 1 – 200 Pa.
Alternativa 1 – 100 kPa.
Alternativa 1 – 400 kPa.
Alternativa 1 – 600 kPa