Considere uma resistência elétrica dando energia para um copo d’água. A resistência elétrica fica quente por causa dos elétrons que se movimentam por ela. Considere que o sistema termodinâmico é composto por toda a água do copo mais a parte submersa da resistência elétrica. O sistema recebe energia por calor ou por trabalho?
Passo 1
Esse exercício é uma pegadinha! Sabemos que a resistência esquenta com o movimento dos elétrons dentro dela. Por isso, podemos achar que a resistência passa energia para o sistema por calor! Mas será que essa lógica está certa?
Então fica uma dúvida! A resistência elétrica realiza trabalho sobre o sistema ou dá calor para ele? Fica mais fácil de entender a questão, perguntando de outra forma: o que faz a energia entrar no sistema é o calor ou o trabalho?
Para responder essa pergunta, precisamos entender que o sistema está ganhando energia, porque ele está recebendo elétrons cheios de energia através do fio da resistência. Logo, entender o motivo pelo qual os elétrons se movimentam pela resistência e entram para dentro do sistema é a chave para responder a questão do enunciado. Faremos isso no próximo passo!
Passo 2
A figura abaixo mostra que os elétrons entram no sistema por causa da força elétrica! Ou seja, essa troca de energia não é causada pela diferença de temperatura entre a resistência que não está submersa e o sistema! Ela é causada por uma força!
Isso significa que o sistema ganha energia através de trabalho!
Resposta
O sistema recebe energia da resistência elétrica por trabalho.