Quando um sistema é fechado e quando é um volume de controle?

Passo 1

Vamos lá! Você está perguntando quando um sistema é considerado fechado e quando ele se torna um volume de controle. Isso faz parte da termodinâmica e da mecânica dos fluidos. Para resolver isso, vamos precisar entender o que são sistemas termodinâmicos e volumes de controle, além das características que os definem.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre sistemas termodinâmicos. Um sistema é uma parte específica do universo que estamos estudando, e ele pode ser classificado de várias maneiras. Um sistema fechado é aquele que não troca massa com o ambiente, mas pode trocar energia na forma de calor ou trabalho. Por exemplo, uma panela com tampa no fogo é um sistema fechado: a água pode ferver (trocando calor) mas não sai vapor (massa).

Passo 3

Agora, vamos entender o que é um volume de controle. Diferente do sistema fechado, o volume de controle pode permitir a passagem de massa através de suas fronteiras. Ele é usado para analisar o fluxo de fluidos e as interações dentro de um espaço definido. Por exemplo, imagine uma bomba que empurra água através de um cano: o volume ao redor da bomba onde a água entra e sai é o volume de controle.

Passo 4

A principal diferença entre um sistema fechado e um volume de controle está na troca de massa. No sistema fechado, não há passagem de massa, enquanto no volume de controle, há. Ambos podem trocar energia, mas a presença ou ausência de fluxo de massa é o que os distingue.

Resposta

Um sistema é fechado quando não troca massa com o ambiente, permitindo apenas a troca de energia (como calor ou trabalho). Já um volume de controle é uma região no espaço através da qual pode ocorrer a passagem de massa, sendo usado para analisar fluxos de fluidos e suas interações.

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