Termodinâmica 1) (FUVEST) O desenvolvimento de teorias

Termodinâmica
1) (FUVEST) O desenvolvimento de teorias científicas, geralmente, tem forte
relação com contextos políticos, econômicos, sociais e culturais mais amplos. A
evolução dos conceitos básicos da Termodinâmica ocorre, principalmente, no
contexto
a) da Idade Média.
b) das grandes navegações.
c) da Revolução Industrial.
d) do período entre as duas grandes guerras mundiais.
e) da Segunda Guerra Mundial.
Gabarito: C
Explicação: A Termodinâmica desenvolveu-se fortemente no período
da Revolução Industrial devido à necessidade de aumentarem a
eficiência das máquinas térmicas para que conseguissem produzir
mais em menor tempo.
Nível de complexidade: 1
2) Todos os processos físicos ou químicos são acompanhados por
absorção ou liberação de energia na forma de calor. Esta energia é trocada
com a vizinhança do sistema, fazendo com que a energia total seja
constante no universo (sistema mais vizinhança). Na termodinâmica, os
processos
de
absorção
e
liberação
respectivamente, por:
a) exotérmicos e endotérmicos.
b) endotérmicos e exotérmicos.
c) adiatérmicos e adiabáticos
d) espontâneos e não espontâneos.
e) adiabáticos e adiatérmicos.
de
energia
são
conhecidos,
Gabarito: alternativa B
Explicação: Processos que absorvem energia são chamados de
endotérmicos e processos que liberam energia são chamados de
exotérmicos. Os termos diatérmica e adiatérmica referem-se à
fronteira de um sistema:

diatérmica: permite trocas de energia.

adiatérmica: não permite trocas de energia.
Nível: 1
3) Uma análise termodinâmica, de um cubo de gelo que sofre
transformação de fase para líquido, a uma temperatura de 25oC, permite
afirmar que ocorre um processo:
a) espontâneo, pois há mudança de fase sem necessidade de executar
trabalho sobre o sistema.
b) não espontâneo, pois há mudança de fase sem necessidade de
executar trabalho sobre o sistema.
c) espontâneo, pois há mudança de fase sem que o sistema absorva
energias.
d) não espontâneo, pois há mudança de fase com necessidade de
executar trabalho sobre o sistema.
e) endotérmico, pois o sistema libera energia no processo.
Gabarito: alternativa A
Explicação: processos que ocorrem naturalmente (sem necessidade de
trabalho) são chamados de processos espontâneos. O gelo é estável em
temperaturas inferiores a 0 °C (ponto de fusão da água). Em temperaturas
superiores, derrete formando água líquida.
Nível: 2
4) A troca de calor à pressão constante é denominada de entalpia (H). Sua
variação em um dado processo (∆H), é influenciada por:
a) quantidade de reagentes e produtos, estados físicos de reagentes e
produtos, pressão em que ocorre o processo e estado físico dos
reagentes e produtos.
b) quantidade de reagentes e produtos, estados alotrópicos de
reagentes e produtos, pressão em que ocorre o processo e
temperatura.
c) estados alotrópicos de reagentes e produtos, estados físicos de
reagentes e produtos, temperatura e quantidade de reagentes e
produtos.
d) estado alotrópico de reagentes e produtos, temperatura, pressão em
que ocorre o processo e concentração de reagentes.
e) concentração de produtos, estado físico de reagentes e produtos,
temperatura e pressão em que ocorre o processo.
Gabarito: alternativa C
Explicação: Os fatores que influenciam a quantidade de calor que
deve ser trocada para um processo são:

Estados alotrópicos de reagentes e produtos (exemplo de
alotropia: O2 e O3);

Estados físicos de reagentes e produtos. Exemplo: formar
água gasosa tem energia diferente de formar água líquida;

Temperatura;

Quantidade de reagentes e produtos
Nível: 2
5) Do ponto de vista da mecânica estatística, o Segundo Princípio da
Termodinâmica, estabelece que os processos físicos e químicos tendem
para um aumento de entropia no universo. Admitindo que os seres vivos
não são exceções a este princípio, pode-se afirmar que os seres vivos
podem manter e criar sua estrutura extremamente organizada, pois
incorporam do seu entorno:
a) uma grande quantidade de energia que pode ser utilizada nas
condições em que vivem e, em seguida repõem ao meio ambiente
uma quantidade menor de energia.
b) uma pequena quantidade de energia que pode ser utilizada nas
condições em que vivem e, em seguida repõem ao meio ambiente
uma quantidade bem maior de energia.
c) uma quantidade grande de energia que pode ser utilizada nas
condições em que vivem e, em seguida repõem ao meio ambiente
esta mesma energia na forma apenas de matéria.
d) uma quantidade de energia que pode ser utilizada em diversas
atividades do dia-a-dia e, em seguida não a repõem ao meio
ambiente.
e) uma forma de energia que pode ser utilizada nas condições em que
vivem e, em seguida repõem ao meio ambiente essa mesma
quantidade de energia, porém não utilizável.
Gabarito: alternativa E
Explicação: Os seres vivos absorvem uma quantidade de energia do
meio ambiente e repõem ao ambiente a mesma quantidade de
energia (Primeiro Princípio da Termodinâmica), porém, a energia
absorvida é utilizável (organizada) e, a eliminada é não utilizável
(desorganizada), aumentando a entropia (Segundo Princípio da
Termodinâmica).
Nível: 3
6) (ENEM) O ar atmosférico pode ser utilizado para armazenar o
excedente de energia gerada no sistema elétrico, diminuindo seu
desperdício, por meio do seguinte processo: água e gás carbônico
são inicialmente removidos do ar atmosférico e a massa de ar
restante é resfriada até -198oC. Presente na proporção de 78%
dessa massa de ar, o nitrogênio gasoso é liquefeito, ocupando um
volume 700 vezes menor. A energia excedente do sistema elétrico é
utilizada nesse processo, sendo parcialmente recuperada quando o
nitrogênio líquido, exposto à temperatura ambiente, entra em
ebulição e se expande, fazendo girar turbinas que convertem energia
mecânica em energia elétrica.
Machado, R. Disponível em: www.correiobraziliense.com.br.
Acesso em: 9 set. 2013 (adaptado).
No processo descrito, o excedente de energia elétrica é armazenado
pela
a) expansão do nitrogênio durante a ebulição.
b) absorção de calor pelo nitrogênio durante a ebulição.
c) realização de trabalho sobre o nitrogênio durante a liquefação.
d) retirada de água e gás carbônico da atmosfera antes do
resfriamento.
e) liberação de calor do nitrogênio para a vizinhança durante a
liquefação.
Gabarito: alternativa C
Explicação: O excedente de energia elétrica é utilizado para
transformar o nitrogênio gasoso em nitrogênio líquido, porém o
processo inverso é espontâneo em temperatura ambiente (25 °C)
e a formação do gás é um processo expansivo, que pode ser
utilizado para realizar trabalho.
Nível 2