b) Dê exemplos de sistemas, de interesse químico, que se encontram em equilíbrio térmico, mas que não estão em equilíbrio termodinâmico.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente dar exemplos de sistemas químicos que estão em equilíbrio térmico, mas não estão em equilíbrio termodinâmico. Isso envolve entender dois conceitos principais: equilíbrio térmico e equilíbrio termodinâmico. Vamos precisar saber o que cada um significa para encontrar exemplos que se encaixem nessa descrição.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é equilíbrio térmico. Isso acontece quando dois ou mais sistemas estão na mesma temperatura e, por isso, não há fluxo de calor entre eles. É como se eles estivessem “sentindo” a mesma temperatura.
Passo 3
Agora, o equilíbrio termodinâmico é mais completo. Além de estar em equilíbrio térmico, os sistemas também precisam estar em equilíbrio de todas as outras variáveis termodinâmicas, como pressão e composição química. Ou seja, não só a temperatura é igual, mas não há variações em outras propriedades que fariam o sistema ainda se mover ou mudar.
Passo 4
Então, para achar exemplos de sistemas que estão em equilíbrio térmico, mas não em equilíbrio termodinâmico, precisamos de situações onde a temperatura está igual, mas outras propriedades ainda estão mudando ou podem mudar.
Passo 5
Um exemplo clássico disso são reações químicas que estão ocorrendo em um recipiente onde a temperatura é controlada. A temperatura permanece constante (equilíbrio térmico), mas a reação pode estar avançando ou reagindo, significando que o sistema não está em equilíbrio termodinâmico completo.
Passo 6
Outro exemplo pode ser misturas de gases onde a temperatura é uniforme, mas as concentrações dos gases ainda estão se ajustando para atingir uma distribuição homogênea. Aqui, a temperatura está em equilíbrio, mas a composição ainda está mudando.
Passo 7
Também podemos pensar em sistemas biológicos, como organismos vivos que mantêm uma temperatura constante (equilíbrio térmico) através de processos metabólicos, mas estão longe de um estado de equilíbrio termodinâmico porque estão constantemente consumindo e produzindo energia.
Resposta
Alguns exemplos de sistemas de interesse químico que estão em equilíbrio térmico, mas não em equilíbrio termodinâmico são:
- Reações químicas em recipientes termicamente controlados: A temperatura se mantém constante, mas a reação ainda está ocorrendo.
- Misturas de gases com temperatura uniforme: A temperatura está equilibrada, mas as concentrações gasosas ainda estão se igualando.
- Sistemas biológicos: Organismos que mantêm a temperatura constante através de processos metabólicos, estando longe do equilíbrio termodinâmico completo.
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b) Um estudante de físico-química ao estudar termometria, deseja construir um termômetro com um pedaço de latão. Como esse termômetro pode ser construído? Que propriedades termodinâmicas poderiam ser empregadas? Como ele poderia ser calibrado? Explique detalhadamente.
c) Ainda considerando a construção do termômetro de latão. É necessário conhecer a composição química da liga ou detalhes da estrutura microscópica do material para as medições de temperatura? Explique.
b) Um estudante de físico-química ao estudar termometria, deseja construir um termômetro com um pedaço de latão. Como esse termômetro pode ser construído? Que propriedades termodinâmicas poderiam ser empregadas? Como ele poderia ser calibrado? Explique detalhadamente.
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