Um tanque rígido (bem vedado para que não escape fluido) contém um fluido quente que é resfriado enquanto é agitado por uma hélice. Durante o processo de resfriamento, o fluido perde 300 kJ de calor, e a hélice realiza 150 kJ de trabalho no fluido.
Classifique o sistema como aberto ou fechado. Justifique sua resposta.

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Estamos trabalhando com Termodinâmica, especificamente com a classificação de sistemas termodinâmicos. Precisamos determinar se o tanque descrito é um sistema aberto ou fechado, baseando-nos nas informações dadas sobre a troca de energia e matéria.

Passo 2

Vamos lembrar que em termodinâmica, um sistema pode ser classificado como aberto, fechado ou isolado. Essa classificação depende de como o sistema interage com o ambiente em termos de troca de energia e matéria.

Passo 3

Um sistema aberto pode trocar tanto energia quanto matéria com o ambiente. Por exemplo, uma panela aberta no fogo permite que o vapor escape, ou um carro que recebe combustível e expõe gases de escape.

Passo 4

Já um sistema fechado pode trocar apenas energia (na forma de calor ou trabalho) com o ambiente, mas não permite a troca de matéria. Um exemplo disso seria uma panela fechada no fogo: ela pode transferir calor para o ambiente, mas o conteúdo não sai da panela.

Passo 5

No exercício, o tanque é descrito como rígido e bem vedado, o que significa que não permite a troca de matéria (o fluido não escapa). Entretanto, há troca de energia: o fluido perde calor (300 kJ) e a hélice realiza trabalho sobre o fluido (150 kJ).

Passo 6

Como há troca de energia (calor e trabalho) mas não há troca de matéria, podemos concluir que o sistema é fechado.

Resposta

O sistema é fechado, pois permite a troca de energia (calor e trabalho), mas não há troca de matéria.

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