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.
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 .
“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
Passo 2
- 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
. Isso é um equilíbrio mecânico (momentâneo). - 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. - 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.
Logo, a afirmação faz todo sentido.
Resposta
Verdadeiro (V)