Questões de Concurso sobre Transformações Gasosas

Em um procedimento industrial, a massa de determinado gás, ideal e monoatômico, que está contida em um recipiente, experimenta um processo de transformação termodinâmica. Nesse processo, a pressão P, em função do volume V, nesse recipiente, apresenta o comportamento indicado no gráfico a seguir.

Durante tal processo, o calor recebido pelo gás, em joules, é igual a:

A respeito dos fenômenos que ocorrem principalmente como resultado do comportamento da fumaça no ambiente, assinale

1. Flameover

2. Flashover

3. Backdraft

( )Generalização do incêndio.

( )Explosão de fumaça.

( )Ignição da fumaça.

Assinale a sequência CORRETA:

Observe os seguintes exemplos de situações que envolvem mudanças de estados físicos:

I. Água fervendo para o preparo do café.

II. Obtenção de sal nas salinas, a partir da água do mar.

III. Bolinha de naftalina diminuindo de tamanho, à temperatura ambiente.

IV. Gota de água caindo sobre uma chapa quente.

As mudanças de estados físicos observadas nas situações acima são, respectivamente,

O diagrama apresentado de pressão versus volume a seguir representa uma expansão adiabática de um gás ideal. Sabe-se que a razão entre os calores específicos a pressão constante e a volume constante é igual a $\frac{C_p}{C_v}=1,4$.

O valor do trabalho, em joules, desta expansão adiabática, é

A sublimação é a mudança de estado físico que ocorre quando uma substância passa diretamente do estado sólido para o estado gasoso, sem passar pelo estado líquido intermediário, como observado com o gelo-seco (CO2 sólido) em temperatura ambiente.

As mudanças de estado físico dependem basicamente da quantidade de energia recebida ou perdida pela substância. Existem essencialmente cinco processos: fusão, sublimação, solidificação, liquefação, vaporização. Sobre os processos em questão, analise as assertivas que seguem:

I- Ao passar do estado sólido para o líquido, temos a fusão.A mudança inversa é denominada liquefação.

II- A transformação direta de um sólido em gás é denominada sublimação.

III- Ao passar do estado líquido para o gasoso temos a vaporização.

É CORRETO o que se afirma apenas em:

Considere que, durante o aquecimento controlado de um gás em um sistema com pressão constante, o operador tenha verificado um aumento da temperatura do gás. Nessas condições, o volume do gás tenderá a diminuir, pois o aumento da temperatura provoca maior agitação das partículas e maior tendência de aproximação entre elas.

Se um cilindro rígido dessa unidade industrial contiver inicialmente um gás à pressão de 4,0 atm e à temperatura de 300 K, e se a temperatura for elevada para 600 K a volume constante, então a pressão do gás passará a ser 8,0 atm.

Considere que, em uma operação de ajuste em um reservatório contendo gás, o operador tenha observado que a temperatura do gás aumentou simultaneamente ao aumento da pressão interna do sistema. Nessa situação, se a quantidade de gás permaneceu constante, então o volume ocupado pelo gás necessariamente aumentou nas condições operacionais descritas.

A água líquida pode se transformar em vapor de água, um processo denominado vaporização. Esse fenômeno pode ocorrer de várias formas, por exemplo, evaporação, ebulição e calefação. Associe os tipos de vaporização da água (Coluna I) com suas características (Coluna II).

Coluna I

1.Evaporação.

2.Ebulição.

3.Calefação.

Coluna II

a.Ocorre de forma muito rápida quando o líquido entra em contato com uma superfície extremamente quente.

b.Ocorre na superfície do líquido e pode acontecer em qualquer temperatura.

c.Ocorre quando o líquido é aquecido até atingir o ponto de fervura.

Assinale a alternativa CORRETA.

Em uma transformação isocórica (volume constante), como o gás não realiza trabalho (W = 0), também não pode haver troca de calor com o meio (Q = 0)

Um gás ideal diatômico, inicialmente no estado i, a uma temperatura T_I ​ , é aquecido adiabaticamente até o estado f, a uma temperatura T_f ​ . Sejam T_f ​ e T_i ​ temperaturas na escala Celsius, e T_f ​ −T_i ​ =20T_i ​ . Se T_i ​ =27^∘C e o número de mols é constante durante o processo, o diagrama PV que melhor representa esse processo termodinâmico é:

Observe o diagrama pressão versus volume (p x V) a seguir, em que está representada uma etapa da transformação de um gás ideal em um sistema termodinâmico:

(Arquivo pessoal; imagem usada com autorização)

O trabalho, em joules, realizado pela força de pressão do gás na transformação do estado S para o estado T é de

A reversibilidade de um processo termodinâmico pode ser analisada por meio da variação de entropia em um sistema fechado. Assim, para um(a) _______________, a condição necessária para que o processo seja reversível é que ________________.

Considere:

𝐶 = capacidade térmica do sistema;

𝐶_v = capacidade térmica molar a volume constante;

R = constante dos gases perfeitos;

𝐶_{p =} capacidade térmica molar a pressão constante.

Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do trecho acima.

A variação de entropia por mol de fluido de trabalho no processo CA é igual a $-\frac{5}{2}R$ ln 3, em que R corresponde à constante universal dos gases.

O airbag de um veículo funciona através de um sistema de sensores que detectam uma desaceleração abrupta em caso de impacto. Esses sensores enviam um sinal para uma unidade de controle que, por sua vez, aciona uma cápsula geradora de gás. Pelo calor gerado por uma pequena faísca, o composto químico conhecido como azida de sódio (NaN₃) se decompõe no interior do inflador rapidamente, liberando uma grande quantidade de gás nitrogênio (N₂) em poucos milissegundos e alcançando uma pressão de pico no interior da bolsa.

Após o disparo, o gás começa a se resfriar e a pressão diminui gradualmente até se igualar à pressão atmosférica.

Durante esse intervalo, o volume do airbag pode ser considerado constante e a quantidade de gás não se altera, caracterizando uma transformação isocórica (P/T = constante), admitindo que o gás no interior da bolsa se comporte como um gás ideal.

Assuma uma bolsa de airbag com capacidade de 80 L, que infla à temperatura de 27 °C e alcança uma pressão máxima de 249 kPa (absoluta). Assinale a alternativa que indica o número de mols de gás contido no airbag no instante do pico de pressão e a temperatura final quando a pressão interna se iguala à pressão atmosférica.

(Dados: R ≈ 8,3 J/(mol.K), 1 atm ≈ 1 × 10⁵ Pa).

Durante o projeto de um trocador de calor, um cientista observou que o aumento da rugosidade da parede interna de um tubo provocou elevação do coeficiente de transferência de calor por convecção (h). Considerando os fundamentos teóricos da convecção e os fatores que influenciam o valor de h, assinale a alternativa que explica corretamente o fenômeno observado.

Suponha‑se que, em uma transformação isotérmica de um gás ideal, a temperatura não varie. Nesse caso, é correto afirmar que a energia interna não se altera e todo o calor trocado com o meio é convertido em trabalho.

Toda matéria é formada por minúsculas partículas e, conforme o grau de união entre elas, pode se apresentar em três diferentes estados físicos: sólido, líquido e gasoso. Cada um desses estados possui características específicas - como forma, volume e densidade - que podem ser modificadas com mudanças de temperatura, seja por aquecimento ou resfriamento. Quando uma substância muda de estado, identifique a alternativa CORRETA que corresponda a esse processo.

Durante o funcionamento de um motor de combustão interna, o ar no interior de um cilindro pode ser modelado como um gás ideal. Suponha que, em um dos processos, o ar (considerado como um gás com 𝑛 mols) sofre um aquecimento a pressão constante, passando de uma temperatura inicial 𝑇𝑖 para uma temperatura final 𝑇𝑓. O calor específico molar a pressão constante do ar pode ser considerado constante e igual a 𝐶𝑝.

Nessas condições, a variação de entropia do gás nesse processo é