Do ponto de vista da primeira lei da termodinâmica, o balanço de energia de um dado sistema é dado em termos de três grandezas:
a) pressão, volume e temperatura.
b) calor, energia interna e volume.
c) trabalho, calor e energia interna.
d) trabalho, calor e densidade.
a) pressão, volume e temperatura.
b) calor, energia interna e volume.
c) trabalho, calor e energia interna.
d) trabalho, calor e densidade.
Passo 1
Vamos resolver uma questão sobre a primeira lei da termodinâmica. Precisamos entender quais são as três grandezas que compõem o balanço de energia de um sistema segundo essa lei. Para isso, vamos revisar os conceitos básicos da termodinâmica e identificar as grandezas envolvidas.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é a primeira lei da termodinâmica. Ela é essencialmente a lei da conservação da energia aplicada aos sistemas termodinâmicos. A fórmula básica dessa lei é:
Onde:
-
é a variação da energia interna do sistema. -
é o calor fornecido ao sistema. -
é o trabalho realizado pelo sistema.
Essa equação mostra que a variação da energia interna é igual à quantidade de calor adicionada menos o trabalho realizado pelo sistema.
Passo 3
Agora, vamos analisar as opções apresentadas na questão:
a) Pressão, volume e temperatura.
- Embora pressão, volume e temperatura sejam grandezas importantes na termodinâmica, elas não representam diretamente o balanço de energia segundo a primeira lei.
b) Calor, energia interna e volume.
- Aqui temos duas grandezas da primeira lei (
e ), mas “volume” não está diretamente relacionado ao balanço de energia.
c) Trabalho, calor e energia interna.
- Essa opção inclui as três grandezas presentes na equação da primeira lei:
, e . Está alinhada com o conceito de conservação de energia.
d) Trabalho, calor e densidade.
- Embora trabalho e calor estejam corretos, “densidade” não faz parte do balanço de energia na primeira lei da termodinâmica.
Passo 4
Com base na análise, a opção que corretamente representa as três grandezas envolvidas no balanço de energia segundo a primeira lei da termodinâmica é a opção c) trabalho, calor e energia interna.
Resposta
A alternativa correta é a c) trabalho, calor e energia interna.