Julgue as alternativas a seguir em verdadeiras (V) ou falsas (F). Justifique cada alternativa falsa.
( ) A energia de um sistema fechado por paredes adiabáticas se conserva independente do processo termodinâmico que ocorra neste sistema.
( ) Em um processo reversível num sistema fechado formado por um gás ideal, a variação de entalpia é nula se ocorrer uma expansão adiabática.
( ) Conhecendo-se apenas o estado inicial e final de um sistema termodinâmico em um processo reversível é possível calcular a energia trocada entre sistema e vizinhança na forma de trabalho.
( ) Se um sistema isolado, inicialmente em equilíbrio térmico com a vizinhança a 25^circ C, for colocado em uma nova vizinhança, a 50^circ C, em algum momento ele alcançará um novo equilíbrio térmico.
( ) Dois sistemas em equilíbrio térmico terão necessariamente a mesma temperatura.
( ) É impossível que um sistema isolado varie suas propriedades termodinâmicas à medida que o tempo passa.

Passo 1

Beleza, vamos analisar esse exercício juntos! A questão pede para julgarmos se cada uma das afirmações é verdadeira (V) ou falsa (F). Vamos precisar usar conceitos de Termodinâmica, como energia de sistemas fechados, processos adiabáticos, entalpia, equilíbrio térmico, entre outros. Vou explicar cada afirmação passo a passo para gente entender melhor.

Passo 2

Primeira afirmação:
“A energia de um sistema fechado por paredes adiabáticas se conserva independente do processo termodinâmico que ocorra neste sistema.”
Vamos entender: um sistema fechado não troca massa com o ambiente, e paredes adiabáticas significam que não há troca de calor. A conservação da energia nesse caso está ligada à primeira lei da termodinâmica, que diz que a variação da energia interna é igual ao trabalho realizado no sistema. Se não há troca de calor, a variação da energia interna depende apenas do trabalho. Portanto, a energia não necessariamente se conserva, pois pode haver trabalho sendo feito.
Conclusão: Falsa (F).

Passo 3

Segunda afirmação:
“Em um processo reversível num sistema fechado formado por um gás ideal, a variação de entalpia é nula se ocorrer uma expansão adiabática.”
Vamos lá: em uma expansão adiabática de um gás ideal, não há troca de calor (Q=0). Para processos a pressão constante, a variação de entalpia . Mas em uma expansão adiabática reversível, a entalpia pode variar dependendo do trabalho realizado. Não é necessariamente nula.
Conclusão: Falsa (F).

Passo 4

Terceira afirmação:
“Conhecendo-se apenas o estado inicial e final de um sistema termodinâmico em um processo reversível é possível calcular a energia trocada entre sistema e vizinhança na forma de trabalho.”
Isso está relacionado com processos reversíveis e propriedades de estado. Se conhecemos apenas os estados inicial e final, e o processo é reversível, podemos usar a integral de caminho para calcular o trabalho.
Conclusão: Verdadeira (V).

Passo 5

Quarta afirmação:
“Se um sistema isolado, inicialmente em equilíbrio térmico com a vizinhança a , for colocado em uma nova vizinhança, a , em algum momento ele alcançará um novo equilíbrio térmico.”
Um sistema isolado não troca energia nem massa com o ambiente. Se inicialmente estava em equilíbrio a 25°C e a vizinhança muda para 50°C, o sistema isolado não é afetado, então não alcançará um novo equilíbrio.
Conclusão: Falsa (F).

Passo 6

Quinta afirmação:
“Dois sistemas em equilíbrio térmico terão necessariamente a mesma temperatura.”
Isso é um dos princípios fundamentais da termodinâmica: se dois sistemas estão em equilíbrio térmico, suas temperaturas são iguais.
Conclusão: Verdadeira (V).

Passo 7

Sexta afirmação:
“É impossível que um sistema isolado varie suas propriedades termodinâmicas à medida que o tempo passa.”
Um sistema isolado pode ter suas propriedades variando se houver processos internos que mudam a energia interna, como reações químicas que não envolvem troca de calor ou trabalho com o ambiente.
Conclusão: Falsa (F).

Resposta

  1. F
  2. F
  3. V
  4. F
  5. V
  6. F

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