Analise as afirmações abaixo, sobre as Leis da Termodinâmica e suas funçöes de estado, e marque \underline{V} para as verdadeiras e F para as falsas:
(V ) A Primeira Lei da termodinâmica afirma que há conservação da energia do sistema e a Segunda Lei formaliza os conceitos de processos reversiveis e irreversiveis
( V ) Em uma expansão isotérmica a Temperatura é constante e o sistema tem \Delta U=0
(F) O trabalho isotérmico (W) realizado por um gás apresenta valor negativo (<0) e o calor valor positivo ( >0 )
(V) Em uma compressão gasosa adiabática há aumento da temperatura do sistema
(F) O trabalho de expansão adiabático (Wad) ocorre sem entrada de calor no sistema e \Delta U=0
(V) A variação de entalpia (\Delta H) na vaporização da água tem valor positivo (>0) e valor negativo (<0) na condensação
Passo 1
O enunciado apresenta seis afirmações sobre as leis da termodinâmica e algumas funções de estado (energia interna, entalpia etc.) e pede para marcar cada afirmação como verdadeira (V) ou falsa (F).
Conteúdos necessários:
Primeira Lei: conservação de energia, dada por \Delta U = Q - W.
Segunda Lei: introduz entropia e distingue processos reversíveis e irreversíveis.
Processo isotérmico (temperatura constante em gás ideal): \Delta T = 0 e, portanto, \Delta U = 0.
Convenção de sinais usual em termodinâmica: Q>0 se calor entra no sistema; W>0 se trabalho é realizado pelo sistema (expansão).
Processo adiabático: Q=0, logo \Delta U = -W.
Variação de entalpia na vaporização (\Delta H_{\rm vap}>0) e na condensação (\Delta H_{\rm cond}<0).
Passo 2
Afirmação 1: “A Primeira Lei da termodinâmica afirma que há conservação da energia do sistema e a Segunda Lei formaliza os conceitos de processos reversíveis e irreversíveis.”
Explicação: isso está em total acordo com a definição das duas leis.
Logo, esta afirmação é verdadeira.
Passo 3
Afirmação 2: “Em uma expansão isotérmica a Temperatura é constante e o sistema tem \Delta U=0.”
Explicação: para gás ideal, energia interna depende apenas de T. Se T é constante, então \Delta U=0.
Logo, esta afirmação é verdadeira.
Passo 4
Afirmação 3: “O trabalho isotérmico (W) realizado por um gás apresenta valor negativo (<0) e o calor valor positivo (>0).”
Explicação: numa expansão isotérmica, o gás realiza trabalho sobre o meio, e convencionamos W>0 quando o sistema faz trabalho. Assim dizer que W<0 está incorreto.
Logo, esta afirmação é falsa.
Passo 5
Afirmação 4: “Em uma compressão gasosa adiabática há aumento da temperatura do sistema.”
Explicação: em adiabática (Q=0), na compressão trabalho é feito sobre o gás (W<0 se for trabalho do sistema), resultando em \Delta U>0, ou seja, T sobe.
Logo, esta afirmação é verdadeira.
Passo 6
Afirmação 5: “O trabalho de expansão adiabático (W_{\rm ad}) ocorre sem entrada de calor no sistema e \Delta U=0.”
Explicação: em adiabática, realmente Q=0, mas daí \Delta U = -W\neq0 se houver expansão. A afirmação de \Delta U=0 é equivocada.
Logo, esta afirmação é falsa.
Passo 7
Afirmação 6: “A variação de entalpia (\Delta H) na vaporização da água tem valor positivo (>0) e valor negativo (<0) na condensação.”
Explicação: a entalpia de vaporização é absorvida pelo líquido (\Delta H_{\rm vap}>0); na condensação é liberada (\Delta H_{\rm cond}<0).
Logo, esta afirmação é verdadeira.