É possível em uma transformação termodinâmica a energia interna do sistema não variar?

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que a questão está perguntando. A pergunta é: “É possível em uma transformação termodinâmica a energia interna do sistema não variar?” Vamos falar sobre termodinâmica, especificamente sobre energia interna, e o que acontece durante uma transformação termodinâmica. Precisamos saber o que é energia interna e como ela pode ou não mudar durante um processo.

Passo 2

Vamos começar definindo energia interna. A energia interna de um sistema termodinâmico é a soma de todas as energias microscópicas das partículas que compõem o sistema, incluindo energia cinética e potencial das moléculas.

Passo 3

Em uma transformação termodinâmica, o sistema pode trocar energia com o ambiente através de transferência de calor (Q) e de trabalho (W). A mudança na energia interna (ΔU) está relacionada a essas transferências pela primeira lei da termodinâmica:
De

Passo 4

Se em uma transformação específica a energia interna não variar, então ΔU = 0. Segundo a equação acima, isso significa que a quantidade de calor fornecida ao sistema (Q) é igual ao trabalho realizado pelo sistema (W):
0 = Q - W implies Q = W

Passo 5

Isso implica que, mesmo que o sistema esteja trocando energia com o ambiente através de calor e trabalho, a energia infiltrada como calor é exatamente compensada pelo trabalho realizado pelo sistema, resultando em nenhuma variação na energia interna.

Resposta

Sim, é possível em uma transformação termodinâmica que a energia interna do sistema não varie, desde que o calor trocado pelo sistema seja igual ao trabalho realizado.

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