Diga se cada uma das declarações seguintes sobre um processo diatérmico em um sistema fechado é sempre verdadeira, sempre falsa, ou verdadeira sob certas condições (especifique as condições) a)
b)
; c) q é negativo d)
; e)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre processos diatérmicos em sistemas fechados! A questão pede para analisarmos cinco declarações e dizer se são sempre verdadeiras, sempre falsas ou verdadeiras sob certas condições. Para isso, vamos precisar entender conceitos de termodinâmica, como variação da energia interna (
), calor (
) e trabalho (
).
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é um processo diatérmico. Em um processo diatérmico, o sistema pode trocar calor com o ambiente. Isso significa que
pode ser diferente de zero. Já um sistema fechado não troca matéria, apenas energia na forma de calor e trabalho.
Passo 3
Agora, vamos relembrar a primeira lei da termodinâmica, que é essencial para resolver essas declarações. A primeira lei diz que:
Onde:
-
é a variação da energia interna do sistema. -
é o calor trocado. -
é o trabalho realizado.
Passo 4
Vamos analisar cada item:
a)
;
Isso significa que não há variação na energia interna do sistema. Segundo a primeira lei:
Isso pode acontecer se o calor absorvido for igual ao trabalho realizado, mas não é sempre verdade. Depende das condições do processo.
b)
;
Se não há troca de calor, o processo seria adiabático, não diatérmico. Como o processo é diatérmico, sempre haverá troca de calor. Portanto, essa declaração é sempre falsa.
c)
é negativo;
Um
negativo indica que o sistema está perdendo calor para o ambiente. Isso pode acontecer, mas também o sistema pode ganhar calor (
positivo). Portanto, essa declaração é verdadeira sob certas condições.
d)
;
Se
, então
deve ser zero (sem trabalho realizado). Isso só ocorre se não houver trabalho no processo, o que nem sempre acontece. Portanto, é verdadeiro sob certas condições.
e)
;
Se
, então
deve ser zero, o que, como vimos no item b, não acontece em processos diatérmicos. Portanto, essa declaração é sempre falsa.
Resposta
a) Verdadeira sob certas condições (quando
).
b) Sempre falsa.
c) Verdadeira sob certas condições (quando o sistema libera calor).
d) Verdadeira sob certas condições (quando não há trabalho, ).
e) Sempre falsa.
b) Sempre falsa.
c) Verdadeira sob certas condições (quando o sistema libera calor).
d) Verdadeira sob certas condições (quando não há trabalho,
e) Sempre falsa.