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Questões de Concurso sobre 1ª Lei da Termodinâmica
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Em qual dos seguintes cenários a Primeira Lei da Termodinâmica (Lei da Conservação de Energia) é mais apropriadamente aplicada?
A
Movimento de um foguete no espaço
B
Propagação de ondas sonoras em um meio
C
Troca de calor entre um corpo e seu ambiente
D
Aceleração de um carro em uma estrada
E
Comportamento de partículas subatômicas em um acelerador de partículas
O uso de energia para tarefas como movimento, reprodução, crescimento e atividades celulares é uma característica fundamental dos seres vivos. A entrada e a conversão da energia é o que torna a vida possível. A forma mais comum de esse processo acontecer é quando a energia luminosa do sol é convertida nas folhas das plantas em energia química (energia potencial), que então será utilizada por consumidores para a realização de uma tarefa específica, com um pouco de perda na forma de calor.
-
A partir do contexto, é CORRETO afirmar que:
A
A conversão descrita da energia luminosa só é possível porque ocorre a transferência de energia térmica do sol para a planta, seguindo o princípio da segunda lei da termodinâmica.
B
O consumo da energia química descrito é um exemplo da primeira lei da termodinâmica, pois a liberação de calor ao realizar uma tarefa é um processo que aumenta a entropia.
C
As tarefas de alimentação e movimento seguem a segunda lei da termodinâmica, as quais geram energia química ou potencial (alimentação) e energia cinética (movimento).
D
O processo descrito de conversão é um exemplo da primeira lei da termodinâmica, já que a planta não atua como produtora de energia quando converte a energia luminosa.
E
A energia potencial produzida no processo descrito pode ser convertida em energia cinética através da realização de tarefas, que, por sua vez, podem gerar mais energia potencial.
O destino da energia em um ecossistema é explicado pelas leis da termodinâmica. Pela primeira lei da termodinâmica conclui-se que:
A
Um tipo de energia pode ser transformado em outro apenas se houver degradação da energia que entra no sistema para uma forma menos concentrada.
B
Em função da degradação de energia que entra em um nível trófico para calor, a quantidade de energia disponível para o nível posterior sempre diminui ao longo da cadeia alimentar.
C
A energia que entra em um determinado nível trófico é igual à somatória da energia liberada como calor e da energia disponível (armazenada na biomassa) para o próximo nível trófico.
D
Nenhuma transformação de energia é totalmente eficiente, visto que sempre há liberação de uma forma de energia que não é aproveitável.
E
O número de níveis tróficos ocupados por consumidores em uma cadeia, ou seja, quantas ordens de consumidores existirão, depende da quantidade de energia fixada em biomassa pelos autótrofos e da eficiência de utilização de energia recebida por cada nível trófico de consumidor.
A 1ª Lei da Termodinâmica diz que a variação da energia interna de um sistema (Δ𝑈) é dada por:
Δ𝑈 = 𝑄 – 𝑊
Na qual
∙ Quantidade de calor: 𝑄;
∙ Trabalho: 𝑊.
Para um processo adiabático, a variação da energia cinética é dada por
A
0.
B
𝑄.
C
𝑄 – 𝑊.
D
– 𝑊.
E
2𝑄,
Segundo a Primeira Lei da Termodinâmica, que se refere à conservação da energia, Δu=t, em que Δu é a variação da energia e t é o trabalho realizado.
C
Certo
E
Errado
A primeira lei da termodinâmica, associada ao conceito de energia, pode ser expressa pela diferença entre o calor absorvido e o trabalho realizado nos processos termodinâmicos.
Um gás ideal no estado inicial está com pressão de 3 atm, volume de 1 L e energia interna de 456 J, após sofrer dois processos sucessivos: um isobárico, até atingir o volume de 3 L, e outro isocórico, até atingir o estado final com pressão de 2 atm, volume de 3 L e energia interna de 912 J.
Considerando que 1 atm . L = 100,0 J, assinale a alternativa que indica qual o calor trocado durante o processo, em Joules (J).
A
144
B
288,0
C
456,0
D
912,0
E
1.056,0
Sobre a Primeira Lei da termodinâmica, verifica-se que
A
uma transformação adiabática é aquela cuja temperatura se mantém constante.
B
uma transformação adiabática é aquela cuja pressão se mantém constante.
C
calorímetro é um aparelho que mede a temperatura de um objeto.
D
uma transformação isotérmica é aquela cuja temperatura varia.
E
uma transformação isotérmica é aquela cujo volume varia.
Informe se é verdadeiro (V) ou falso (F) o que se afirma sobre a termodinâmica.
( ) Corresponde à parte da termologia (física) que estuda os fenômenos relacionados com trabalho, energia, calor e entropia, e as leis que governam os processos de conversão de energia.
( ) É o ramo da física que se dedica ao estudo das relações entre calor e as restantes formas de energia.
( ) Pode ser utilizada para a análise de diversos processos da engenharia que ocorrem em equipamentos industriais.
( ) A primeira lei da termodinâmica diz que a energia não pode ser criada ou destruída; só se pode mudála de uma forma para a outra.
( ) A eficiência térmica de processos reversíveis é sempre menor que a eficiência térmica de processos irreversíveis entre os dois mesmos reservatórios térmicos.
De acordo com as afirmações, a sequência correta é
A
(F); (V); (F); (V); (V).
B
(V); (F); (V); (F); (F).
C
(F); (F); (F); (F); (V).
D
(V); (V); (V); (V); (F).
Considerando as Leis da Termodinâmica, analise as afirmativas a seguir.
I. Primeira Lei da Termodinâmica: está relacionada com o princípio da conservação da energia, ou seja, a energia não pode ser destruída e nem criada, apenas transformada.
II. Segunda Lei da Termodinâmica: afirma que as transferências de calor acontecem por meio do corpo mais quente para o corpo mais frio.
III. Terceira Lei da Termodinâmica: tem como objetivo assentar um ponto de referência absoluto que mostre a entropia, que é baseada na Primeira Lei da Termodinâmica. Essa lei determina que é possível que uma substância pura com temperatura igual a zero apresente a entropia em algum valor próximo a zero.
Está correto o que se afirma apenas em
A
III.
B
I e II.
C
I e III.
D
II e III.
Considere uma máquina térmica que opera um ciclo termodinâmico que realiza trabalho.
A máquina recebe 400 J de uma fonte quente cuja temperatura é de 400 K e rejeita 200 J para uma fonte fria, que se encontra a 200 K. Neste ciclo a máquina térmica realiza um trabalho de 200 J.
∙ Analisando o ciclo termodinâmico exposto acima conclui-se que a máquina térmica é um I .
∙ Essa máquina térmica II a 1ª Lei da Termodinâmica.
∙ O rendimento desta máquina é III a 50%.
A opção que corresponde ao preenchimento correto das lacunas (I), (II) e (III) é:
A
I-refrigerador II-não atende III-maior que
B
I-refrigerador II-atende III-igual a
C
I-motor térmico II-atende III-menor que
D
I-motor térmico II-não atende III-maior que
E
I-motor térmico II-atende III-igual a
De acordo com as leis da termodinâmica é possível provar que a energia interna de um gás ideal depende exclusivamente da sua temperatura. Para um gás ideal, monoatômico, que sofre uma variação de temperatura ?T, é correto afirmar:
A
O gás contém uma quantidade de calor armazenada.
B
A energia cinética do gás é igual a sua variação de temperatura.
C
A energia cinética do gás é igual a sua variação da energia cinética total de suas moléculas.
D
Temperatura e calor são a mesma grandeza Física.
E
Ocorre, necessariamente, uma queda de temperatura do gás.
Referente às Leis da Termodinâmica, identifique a assertiva correta:
A
A Terceira Lei da Termodinâmica diz que é possível reduzir qualquer sistema à temperatura do zero absoluto mediante um número finito de operações. De acordo com esse princípio, também conhecido como teorema de Nernst, a entropia de todos os corpos tende a zero quando a temperatura tende ao zero absoluto.
B
A Segunda Lei da Termodinâmica afirma que num sistema fechado a entropia sempre diminui. Isso significa que, se o sistema está inicialmente num estado de baixa entropia (organizado), tenderá espontaneamente a um estado de entropia máxima (desordem).
C
A Lei Zero postula que se A e B são dois corpos em equilíbrio térmico com um terceiro corpo C, então A e B estão em equilíbrio térmico um com o outro, ou seja, a temperatura desses sistemas é a mesma.
D
A Primeira Lei da Termodinâmica ou a Lei de Conservação de Energia enuncia que em todo sistema quimicamente isolado em que há troca de trabalho e calor com o meio externo e em que, durante essa transformação, realiza-se um ciclo (o estado inicial do sistema é igual a seu estado final), as quantidades de calor (Q) e trabalho (W) trocadas são diferentes.
Qual alternativa abaixo apresenta a lei que podemos enunciar mediante os conceitos de entropia ou de rendimentos de máquinas térmicas?
A
Lei de Dalton.
B
Lei de Dulong e Petiti.
C
Primeira lei da termodinâmica.
D
Lei de Avogadro.
E
Segunda lei da termodinâmica.
A termodinâmica é o ramo da física que estuda as relações entre o calor trocado, representado pela letra Q, e o trabalho realizado, representado pela letra T, num determinado processo físico que envolve a presença de um corpo e/ou sistema e o meio exterior. É através das variações de temperatura, pressão e volume, que a física busca compreender o comportamento e as transformações que ocorrem na natureza. Analise as afirmativas abaixo em relação a esta parte da Física e marque a alternativa CORRETA.
I. A transformação isobárica ocorre à pressão constante, podendo variar somente o volume.
II. A transformação isotérmica ocorre à temperatura constante, variando somente as grandezas de pressão e temperatura.
III. A transformação isocórica ou isovolumétrica ocorre à volume constante, variando somente as grandezas de pressão e temperatura.
A
Somente as afirmativas I e II estão corretas.
B
Somente as afirmativas I e III estão corretas.
C
Somente as afirmativas II e III estão corretas.
D
Somente a afirmativa III está correta.
E
As afirmativas I, II e III estão corretas.
Sobre a grandeza física Q – W, correspondente à primeira lei da termodinâmica, é correto afirmar que
A
Independe do estado inicial e final.
B
é a mesma para todos os processos.
C
é dependente da trajetória realizada entre os estados inicial e final.
D
não representa a variação de uma propriedade intrínseca do sistema.
E
representa a energia externa de um sistema que está perdendo energia constantemente.
Uma amostra de um gás ideal sofre a transformação termodinâmica do estado A para o estado B representada no gráfico P (pressão) em função de T (temperatura) representada a seguir:
Entre as alternativas, assinale aquela que melhor representa o gráfico P em função de V (volume) correspondente a transformação termodinâmica de A para B.
A
B
C
D
No início do século XIX, diversos físicos contribuíram para o surgimento da primeira lei da Termodinâmica. A partir de então, o ser humano desenvolveu novos meios para facilitar a realização de tarefas rotineiras, como transportar cargas, moer grãos ou bombear água. A primeira lei da Termodinâmica, como ficou conhecida a aplicação do princípio de conservação da energia aos processos termodinâmicos, relaciona a quantidade de calor (Q) fornecida a um sistema com a variação da energia interna (∆U) e o trabalho realizado (τ). Com relação a primeira lei da Termodinâmica, são feitas as seguintes afirmações:
I - numa transformação isocórica o trabalho realizado pelo gás é nulo e a variação de sua energia interna é igual à quantidade de calor trocada com o meio externo.
II - numa transformação isotérmica de um gás ideal, o trabalho realizado no processo termodinâmico é igual à quantidade de calor trocada com o meio externo.
III - numa transformação adiabática, a variação da energia interna do gás ideal é igual à quantidade de calor trocada com o meio externo.
IV - numa transformação isobárica, a variação da energia interna do gás é nula.
As afirmativas CORRETAS, são:
A
I, II, III e IV.
B
I, II e III, apenas.
C
I e II, apenas.
D
III e IV, apenas.
E
I e IV, apenas.
No que diz respeito à dimensão, na lei dos gases ideais, PV=nRT, o termo n
A
tem dimensão de massa.
B
tem dimensão de temperatura.
C
tem dimensão de volume.
D
é adimensional.
A respeito da primeira lei da Termodinâmica, marque a alternativa CORRETA:
A
Em uma transformação isotérmica, a variação da energia interna é diferente de zero.
B
A primeira lei da Termodinâmica trata da conservação da energia.
C
Em uma transformação isocórica, haverá realização de trabalho.
D
Nenhuma das alternativas.
Uma amostra de gás ideal é comprimida de 20m3 a 10m3 enquanto sua pressão aumenta de 10 Pa para 20 Pa, a temperatura T constante. O trabalho realizado sobre o gás é, em Joule,
A
+ 30 ln 2.
B
+ 20 ln 1/3.
C
−200 ln 1/2.
D
−30 ln 3.
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