Enunciado

Dois recipientes de gás estão conectados por um tubo termicamente isolado, longo e fino. O recipiente A está em um envoltório adiabático, mas o recipiente B pode ter sua temperatura variada, colocando-o em contato com um corpo C à temperatura diferente. Na Fig. 1.6, este sistema é mostrado com uma variedade de fronteiras. Qual das figuras representa (a) um sistema aberto envolvido por uma fronteira adiabática; (b) um sistema aberto envolvido por uma fronteira diatérmica; (c) um sistema fechado envolvido por uma fronteira diatérmica; (d) um sistema fechado envolvido por uma fronteira adiabática.

Passo 1

Fala galerinha, beleza?

O primeiro ponto a ser destacado é que em cada figura o sistema é determinado pela linha fechada. Sendo assim, na figura 1, o sistema é conjunto B + C, enquanto na figura 2 é A + B, na 3 é A + B + C e na 4 é apenas o A.

Observe que as figuras 1 e 4 representam sistemas abertos pois é possível haver transferência de matéria de dentro para fora do sistema graças a comunicação entre A e B. Já nas figuras 2 e 3, isso não é possível, pois tanto A como B fazem parte do sistema, de modo que não há forma de matéria entrar ou sair do sistema.

Passo 2

Na figura 4 (sistema aberto), o sistema (tanque A) é revestido por paredes adiabáticas, de modo que caracteriza um sistema aberto revestido por paredes adiabáticas. Portanto, (a) é 4.

Já na figura 1 (sistema aberto), como B pode trocar calor com C, trata-se de um sistema aberto com fronteira diatérmica. Portanto, (b) é 1.

Passo 3

Na figura 2 (sistema fechado), parte do sistema (tanque B) troca calor com o meio externo (tanque C), de modo que se trata de um sistema fechado com paredes diatérmicas. Logo, (c) é 2.

Por fim, na figura 3 (sistema fechado), o sistema (A + B + C) não troca calor com o meio externo, pois as únicas trocas ocorrem entre B e C que estão dentro do sistema. Portanto, trata-se de um sistema fechado com paredes adiabáticas. Logo, (d) é 3.

Resposta

(a) 4, (b) 1, (c) 2, (d) 3.