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Simulado ENEM - Tema: Física - Leis da Termodinâmica Introdução: As Leis da Termodinâmica explicam o comportamento de sistemas térmicos e energéticos, fundamentais para entender o funcionamento de máquinas e processos naturais. Este simulado vai testar seus conhecimentos sobre essas leis essenciais para a Física e preparar você para as questões do ENEM! 1. A Primeira Lei da Termodinâmica é uma expressão da: A) Conservação da massa B) Conservação da energia em um sistema fechado C) Perda de energia por fricção D) Transferência de calor entre corpos quentes e frios E) Mudança de fase de uma substância 2. A Segunda Lei da Termodinâmica afirma que: A) A energia é sempre conservada em qualquer tipo de processo B) A entropia de um sistema isolado tende a diminuir com o tempo C) A transferência de calor é sempre espontânea do corpo frio para o corpo quente D) A entropia de um sistema isolado tende a aumentar com o tempo E) A energia pode ser criada e destruída 3. Qual das alternativas é um exemplo da Primeira Lei da Termodinâmica? A) O aumento da temperatura de um gás quando se realiza trabalho sobre ele B) O aumento da pressão de um gás devido à expansão espontânea C) A propagação de calor de um corpo quente para um corpo frio D) A formação de uma reação exotérmica que libera energia E) A conversão de energia potencial em energia cinética 4. A Terceira Lei da Termodinâmica estabelece que: A) A entropia é constante em sistemas em equilíbrio térmico B) A entropia de um sistema isolado pode ser negativa C) A entropia de um sistema isolado tende a zero à medida que a temperatura se aproxima do zero absoluto D) A energia térmica não pode ser transferida para um sistema a temperaturas baixas E) A entropia de um sistema é independente da temperatura 5. Em um ciclo termodinâmico, o trabalho realizado sobre um gás é: A) Sempre positivo, pois o gás sempre faz trabalho B) Sempre negativo, pois o trabalho é feito sobre o gás C) Depende da direção do ciclo e das condições do processo D) Zero, pois não ocorre troca de energia E) Infinito, pois o ciclo é contínuo 6. O que é entropia? A) A quantidade de calor necessária para mudar a temperatura de uma substância B) A medida da energia interna de um sistema C) A medida do grau de desordem de um sistema D) A quantidade de energia útil disponível em um sistema E) A capacidade de um sistema em realizar trabalho 7. Qual é o impacto de um motor de calor ideal no aumento da entropia? A) Nenhum, pois não há troca de energia B) Aumenta, pois o calor é transferido para o ambiente C) Diminui, pois o motor converte toda a energia térmica em trabalho D) Aumenta, pois o calor é absorvido de uma fonte quente e liberado em uma fonte fria E) Diminui, pois o motor funciona sem perdas de energia 8. Qual é o conceito de um processo adiabático? A) Um processo onde há troca de calor com o ambiente B) Um processo onde não há variação de temperatura C) Um processo onde a entropia diminui D) Um processo onde não há troca de calor com o ambiente E) Um processo que ocorre à pressão constante 9. O que caracteriza uma máquina térmica? A) A transferência de calor sempre do corpo frio para o corpo quente B) A conversão de calor em trabalho C) A criação de calor a partir do movimento mecânico D) A conversão de energia mecânica em energia elétrica E) A redução de entropia no sistema 10. Um gás ideal sofre uma expansão isotérmica. Nesse caso, podemos afirmar que: A) A temperatura do gás aumenta durante o processo B) Não ocorre troca de calor com o ambiente C) O trabalho realizado pelo gás é igual à variação de energia interna D) A pressão do gás diminui enquanto o volume aumenta E) A entropia do gás permanece constante Respostas e Justificativas: 1. B) Conservação da energia em um sistema fechado A Primeira Lei da Termodinâmica é uma formulação da conservação da energia, estabelecendo que a energia total de um sistema fechado permanece constante. 2. D) A entropia de um sistema isolado tende a aumentar com o tempo A Segunda Lei da Termodinâmica afirma que a entropia (desordem) de um sistema isolado tende a aumentar, o que está relacionado à irreversibilidade dos processos naturais. 3. A) O aumento da temperatura de um gás quando se realiza trabalho sobre ele Esse exemplo ilustra a Primeira Lei, onde a energia fornecida ao sistema (por meio de trabalho) aumenta a energia interna do gás, elevando sua temperatura. 4. C) A entropia de um sistema isolado tende a zero à medida que a temperatura se aproxima do zero absoluto A Terceira Lei da Termodinâmica define que a entropia de um sistema se aproxima de zero quando a temperatura se aproxima do zero absoluto. 5. C) Depende da direção do ciclo e das condições do processo O trabalho realizado em um ciclo termodinâmico depende das condições do processo e do caminho seguido pelo sistema, podendo ser positivo ou negativo. 6. C) A medida do grau de desordem de um sistema Entropia é uma medida da desordem ou aleatoriedade de um sistema termodinâmico. 7. D) Aumenta, pois o calor é absorvido de uma fonte quente e liberado em uma fonte fria Em qualquer ciclo termodinâmico, a entropia do sistema aumenta devido à troca de calor com fontes de diferentes temperaturas. 8. D) Um processo onde não há troca de calor com o ambiente Um processo adiabático é aquele onde não há transferência de calor entre o sistema e o ambiente. 9. B) A conversão de calor em trabalho Uma máquina térmica é um dispositivo que converte energia térmica em trabalho, geralmente através da transferência de calor. 10. E) A entropia do gás permanece constante Em uma expansão isotérmica, a temperatura do gás não varia, e a entropia do gás permanece constante, já que o processo é reversível e não há variação de energia interna. Conclusão: As Leis da Termodinâmica são fundamentais para a compreensão dos processos naturais e para o estudo de sistemas energéticos. Conhecer esses conceitos é essencial para o ENEM e para a física aplicada em diversas áreas da ciência e tecnologia!