Questões de Concurso sobre Leis e Propriedades da Termodinâmica

Considere que um determinado militar da Marinha do Brasil tenha optado por elaborar sua própria escala de temperatura linear, sendo atribuído o simbolo ºT para representá-la. Sabendo que 500 ºT e 100 ºT equivalem a 100 ºC e 0 ºC, respectivamente, assinale a opção que apresenta o valor de 25 ºC na escala ºT.

Um processo termodinâmico é considerado adiabático se não houver troca de calor entre o sistema e o ambiente durante o processo.

Um gás encontra-se inicialmente a 40 ^oC, ocupando um volume de 10 m³ , a uma pressão de 100 Pa. O recipiente que contém o gás é projetado para manter sua pressão sempre constante. Com a adição de 5000 J de calor, a temperatura do gás aumenta para 60 ^oC e seu volume passa a ser de 20 m³ .

Nesse caso, a variação de energia interna do gás é:

A figura a seguir mostra alguns pontos no diagrama temperatura (T) - entropia (S) de um gás.

O ciclo de Carnot é aquele que percorre o caminho:

Com base na primeira lei da termodinâmica, é correto afirmar que

Assinale a alternativa que apresenta uma situação determinante para a realização de Trabalho (W) em uma máquina térmica.

De acordo com a primeira lei da termodinâmica, após a admissão de 1.000 J de calor em uma planta de gás e a realização de um trabalho de 600 J, serão usados 400 J na variação de energia interna do gás.

Um tanque perfeitamente isolado contém 100 litros de água, sendo aquecido por uma resistência com potência de 1000 W durante 1h.

O aumento de temperatura da água, considerando massa específica igual a 1000 kg/m³ e calor específico igual a 4000 J/kg.^oC, será de:

Qual é o rendimento térmico máximo que pode ser obtido de uma máquina térmica que trabalha com uma fonte quente a 550 K e uma fonte fria a 350 K?

Por definição, entropia é:

Suponha que a tensão de saída de um termopar seja de V = 20,0 mV e que a temperatura equivalente T, medida a partir desse termopar, possa ser calculada pelo seguinte polinômio:

T = a₁ + a₂ .V² + a₃ .V₃ + a₄ .V⁴ + a₅ .V⁵ + a₆ .V⁶ + a₇ .V⁷

onde os coeficientes ai , com i = 1,...,7, são obtidos a partir da curva temperatura (°C) versus fem (mV) do termopar.

Qual é o tipo de termopar, de padrão ANSI, cuja temperatura pode ser calculada a partir desse polinômio?

Determine a temperatura a 0,50 m a partir da base de uma barra de aço cuja equação de temperatura é dada por T(x) = 2673,15x² - 451,2x + 11,7 [K], em que x representa a distância em metros a partir de um ponto de referência na barra.

As relações isentrópicas, que representam o caso de processo adiabático reversível, são essenciais para análise do desempenho de turbinas e compressores de gás.

Em um calorímetro perfeito, foram colocados 400 g de água a 10°C, 400 g de água a 70°C e 1,60 kg de um material, de calor específico c_M, na temperatura de 30°C. A temperatura de equilíbrio final é T_final = 35°C.

O calor específico c_M desse material, em cal/(g°C), é igual a

Dado

calor especifico da água = 1,0 cal/(g°C)

A variação de entalpia (ΔH) durante uma mudança de fase à pressão constante é dada pela equação $\Delta H=\frac{Q}{m.L^{\prime }}$ em que Q representa a quantidade de calor transferida, m, a massa da substância que sofre a mudança de fase e L, o calor latente específico da substância.

Se as temperaturas da fonte quente e da fonte fria forem reduzidas na mesma quantidade, o rendimento máximo da máquina não é alterado.

A figura a seguir representa um ciclo de Carnot para máquinas térmicas. Considerando uma máquina ideal que opera entre fonte quente e fonte fria de temperaturas 350 °C e 127 °C, respectivamente, é correto afirmar que o rendimento térmico será de 64,2%.

O exemplo anterior é uma consequência da segunda lei da termodinâmica, pois é impossível construir um dispositivo que opere num ciclo termodinâmico e que não produza outros efeitos além do levantamento de um peso e troca de calor em um único reservatório térmico.

Considerando que zero grau Celsius corresponde a 273 Kelvin, assinale a opção que apresenta a eficiência máxima (η) que uma máquina térmica poderia ter caso operasse entre duas fontes com temperatura alta de T_H (em graus Fahrenheit) e temperatura baixa T_L (em grau Celsius).

A figura mostra o diagrama p-V de um ciclo de Carnot.

Sabendo-se que a expansão isotérmica ocorre a 340 ºC e que, no final da expansão isoentrópica, o fluido do ciclo está a 125 ºC, qual é o rendimento térmico aproximado desse ciclo?

Um tanque rígido está dividido em duas partes, conforme ilustrado na figura a seguir. Uma das partes, de volume V, contém um gás com comportamento ideal, com pressão P e temperatura de 300 K. A outra parte possui volume duas vezes maior e está evacuada.

A partição que separa as duas partes do tanque é removida e, em seguida, uma quantidade de calor é transferida ao gás até sua pressão se igualar à pressão inicial P.

Nessas condições, a temperatura final do gás é de