AS 3

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AS 3 0,2/0,2
1. É possível quantificar os processos de transferência de calor por meio de equações de 
taxa apropriadas, por meio das quais se calcula a quantidade de energia sendo 
transferida por unidade de tempo. Se considerarmos materiais sólidos, homogêneos e 
isotrópicos (sem convecção) e efeito da radiação desprezível, a equação de taxa para 
condução térmica é dada pela Lei de Fourier, deduzida a partir dos elementos da figura a 
seguir. Tal equação relaciona a taxa de transferência de calor por condução, a constante 
de condutividade térmica do material, a diferença de temperatura entre as paredes interna 
e externa do equipamento e a espessura da parede condutora.
Figura 3 – Transferência unidimensional por condução: estado estacionário
Fonte: Adaptada de INCROPERA, 2008, p. 2
Imaginemos que a parede de um forno industrial foi construída com tijolo refratário com 
0,25 m de espessura, cuja condutividade térmica é de 1,6 W/(mK). Medidas efetuadas ao 
longo da operação, em regime estacionário, revelaram temperaturas de 1500 (parede 
interna) e 1250K (parede externa). Qual a taxa de calor perdida em uma parede que 
mede 0,5 m x 3,0 m?
A ( ) 1600 W. B ( ) 1500 W.
C ( ) 3250 W. D ( X ) 2400 W.
E ( ) 5000 W.
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2. Há uma infinidade de exemplos de transferência de calor por condução no nosso dia a 
dia: a extremidade exposta de uma colher de metal, quando imersa em uma xícara de chá 
quente, sofre aquecimento em virtude da condução de energia na colher; em um dia frio, 
ocorre perda significativa de energia de uma sala aquecida para o ar externo, devido à 
transferência de calor por condução ao longo da parede, que separa o ar do interior da 
sala do ar externo. 
Considere um forno a gás industrial, confeccionado com paredes planas de tijolo refratário 
possuindo uma espessura de 5,0 cm (Figura). Sabe-se que a temperatura na superfície 
interior da parede é de 300 °C, enquanto a temperatura média na superfície externa 
dessa parede é de 100 °C.
Figura 2 – Forno industrial
Fonte: Wikimedia Commons
Considerando-se estado estacionário, a perda de energia térmica no interior do forno para 
o meio externo, por unidade de área, é:
Dados: K = 1,5 W/mK
A ( X ) 6.000 W/m2. B ( ) 3.000 W/m2.
C ( ) 1.120 W/m2. D ( ) 7.500 W/m2.
E ( ) 5.250 W/m2.
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Veja que interessante essa notícia divulgada pelo canal sobre tecnologia do UOL (“tilt”), 
em 30/01/2021: 
“Lixo útil: Japão aposta em fraldas sujas para gerar energia limpa em 24 h.
De fraldas usadas a combustível limpo para gerar eletricidade em 24 horas: essa era a 
visão de Yukihiro Kimura em 2004. Seis anos mais tarde, sua companhia criava a primeira 
máquina para fazer exatamente isso. "O impulso foi quando entendi que fraldas eram 
tratadas como lixo para ser incinerado. Isso significava que eu podia usá-las como 
combustível. Essa ideia levou ao desenvolvimento do projeto", conta à DW o diretor 
executivo da Super Faiths. Os processadores da empresa são capazes de transformar em 
pelotas de combustível cinzentas e quase inodoras as fraldas de adultos provenientes de 
hospitais, residências e lares para idosos. Suas máquinas, denominadas SFD Systems, 
têm capacidade diária para tratar cerca de 600 quilos de peças, gerando suficiente 
energia para alimentar um lâmpada por quatro dias seguidos. As fraldas descartáveis são 
submetidas a laceração intensa, fermentação, secagem e a um processo de aquecimento 
que mata as bactérias remanescentes. As pelotas são então empregadas em caldeiras de 
biomassa para aquecer água ou gerar eletricidade.”
(LEE, C. Lixo útil: Japão aposta em fraldas sujas para gerar energia limpa em 24h. Tilt 
UOL, 30/01/2021. Disponível em:
https://www.uol.com.br/tilt/ultimas-noticias/deutschewelle/2021/01/30/lixo-util-japao-
aposta-em-fraldas-sujas-para-gerar-energia-limpa-24-horas.htm>.Acessoem: 01/02/2021).
Em relação aos balanços de energia em sistemas abertos, leia atentamente as 
afirmações que seguem:
I. Em sistemas abertos, a transferência de energia não é acompanhada das 
transferências de massa.
II. Industrialmente falando, os processos mais relevantes são aqueles que envolvem o 
escoamento permanente de fluído por meio de um ou mais equipamentos. Nesses 
processos, utiliza-se a expressão mais geral da Primeira Lei da Termodinâmica.
III. Quando um processo industrial ocorre sem que aconteça qualquer reação química, os 
balanços de energia são feitos a partir das entalpias das correntes que entram e saem do 
sistema.
IV. Do ponto de vista termodinâmico, não se verifica qualquer diferença entre os balanços 
de energia que ocorrem em sistemas abertos com ou sem reação química.
https://www.uol.com.br/tilt/ultimas-noticias/deutschewelle/2021/01/30/lixo-util-japao-aposta-em-fraldas-sujas-para-gerar-energia-limpa-24-horas.htm
https://www.uol.com.br/tilt/ultimas-noticias/deutschewelle/2021/01/30/lixo-util-japao-aposta-em-fraldas-sujas-para-gerar-energia-limpa-24-horas.htm
V. O cálculo da variação da entalpia é um procedimento matemático que emprega as 
entalpias de cada um dos participantes de uma reação química, determinando a 
quantidade de energia que foi absorvida ou liberada nesse processo.
Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s): 
A ( ) I e III, apenas.
B ( ) II e V, apenas.
C ( X ) II, III e V, apenas.
D ( ) II e IV, apenas.
E ( ) II, apenas.
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Aplicada para gases, a teoria cinético-molecular é baseada em um modelo “bola de 
bilhar”, que é descrito nos postulados a seguir: 
1. Um gás é composto de grande número de pequenas partículas, moléculas (ou algumas 
vezes átomos) que são tão pequenas que a soma de seus volumes individuais é 
desprezível se comparada com o volume do recipiente que contém o gás. 
2. As moléculas de um gás estão em movimento retilíneo constante, rápido, ao acaso. 
Devido ao movimento de translação, as moléculas colidem elasticamente umas com as 
outras e com as paredes do recipiente que o encerra.
3. Com exceção das colisões, as moléculas de um gás são completamente 
independentes entre si, inexistindo forças de atração ou repulsão entre as moléculas.
4. As moléculas apresentam ampla faixa de velocidades, sendo suas energias cinéticas 
médias proporcionais à temperatura absoluta. 
De acordo com esse modelo, um retrato instantâneo de um gás tomado por meio de um 
microscópio de alto poder resolutivo mostraria algo parecido com o representado na 
Figura 1.
Figura 1 – Modelo cinético-molecular de um gás
Fonte: pngwing.com
4. Em um laboratório de física são realizados experimentos com um gás que, para fins de 
análises termodinâmicas, pode ser considerado ideal. Da análise de um dos 
experimentos, em que o gás foi submetido a um processo termodinâmico, concluiu-se que 
todo calor fornecido ao gás foi convertido em trabalho. Assinale a alternativa que 
representa corretamente o processo termodinâmico realizado no experimento.
A ( ) Processo isovolumétrico.
B ( X ) Processo isotérmico.
C ( ) Processo isobárico.
D ( ) Processo adiabático.
E ( ) Processo composto: isobárico e isovolumétrico.