Para cada um dos casos a seguir, assinale verdadeiro (V) ou falso (F).
Um sistema consiste de dois tanques de gás conectados por uma tubulação. Uma válvula entre esses dois tanques é completamente aberta por um curto período de tempo e depois fechada. A partir do momento em que a diferença de pressão induz a um fluxo de massa, a pressão irá equilibrar rapidamente. O equilíbrio térmico, resultado da condução de calor, ocorre muito mais lentamente. Portanto, se a válvula entre os tanques é aberta rapidamente e depois fechada, a pressão nos dois tanques será a mesma, mas não as temperaturas.

Passo 1

Beleza, a questão é de Termodinâmica (processos de equilíbrio de pressão e temperatura em gases). Temos dois tanques de gás ligados por um cano com uma válvula. A ideia é que a gente abre a válvula rapidinho e fecha depois de um instante. Como a pressão se equilibra rapidão e o calor leva mais tempo pra “viajar”, a afirmação é:
“Se a gente fizer isso, as pressões dos dois tanques ficam iguais, mas as temperaturas continuam diferentes.”
Pra resolver, vamos usar o conceito de equilíbrios de pressão versus equilíbrio térmico, além da lei dos gases ideais PV=mRT.

Passo 2

  1. Pressão se equilibra rápido: quando a gente abre a válvula, o gás flui de onde a pressão tá maior pra onde tá menor até que P V = m R T . Isso é um equilíbrio mecânico (momentâneo).
  2. Temperatura demora mais: o calor só “anda” por condução ou convecção ao longo do material, e isso é um processo lento comparado ao fluxo de massa. Então, mesmo com , cada tanque ainda “carrega” a temperatura que tinha antes.
  3. Se usarmos a lei dos gases ideais, em cada tanque vale
Com igual em ambos, as relações de massa e temperatura nos tanques não precisam ser as mesmas, então .
Logo, a afirmação faz todo sentido.

Resposta

Verdadeiro (V)

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