Classificar os processos:
Enchimento de um balão a uma taxa constante de fornecimento de ar ( 
  );
Enchimento de um balão a uma taxa constante de fornecimento de ar (
Passo 1
O enunciado pede para classificar o processo: “Enchimento de um balão a uma taxa constante de fornecimento de ar (
 ).”
Informações fornecidas pelo enunciado: a taxa mássica de entrada de ar é .
Informações que não foram fornecidas: pressão interna do balão, variação de temperatura, se o enchimento é muito lento ou rápido (para decidir sobre quasi‑estático), e se há trocas de calor relevantes. Vou usar apenas o que foi dado e conceitos gerais para classificar o processo.
Informações fornecidas pelo enunciado: a taxa mássica de entrada de ar é
Informações que não foram fornecidas: pressão interna do balão, variação de temperatura, se o enchimento é muito lento ou rápido (para decidir sobre quasi‑estático), e se há trocas de calor relevantes. Vou usar apenas o que foi dado e conceitos gerais para classificar o processo.
Passo 2
Vamos recordar definições úteis (explicadas de forma simples, passo a passo):
- 
Sistema fechado vs sistema aberto:
- Sistema fechado: não troca massa com o exterior (apenas energia).
 - Sistema aberto: troca massa com o exterior.
Exemplo simples: uma garrafa lacrada é um sistema fechado; uma tubulação com fluxo é um sistema aberto. 
 - 
Estado estacionário (steady state) vs transiente (não estacionário):
- Estado estacionário: as propriedades macroscópicas do sistema (massa, pressão, temperatura, vazão, etc.) não variam com o tempo.
 - Transiente: pelo menos uma propriedade varia com o tempo.
Exemplo: uma torneira aberta fornecendo fluxo constante para um recipiente vazio provoca variação da massa no recipiente → transiente. 
 - 
Vazão mássica e relação com massa:
- A vazão mássica é a taxa de variação da massa com o tempo, definida por 
.  - Se 
é constante, então a massa cresce linearmente com o tempo: .  
 - A vazão mássica é a taxa de variação da massa com o tempo, definida por 
 - 
Processo reversível vs irreversível:
- Reversível: idealização onde o sistema passa por estados de equilíbrio infinitesimais e não há dissipação (atrito, turbulência, perda de energia).
 - Irreversível: processo real com dissipação, gradientes finitos, mistura, fricção.
Exemplo: compressão infinitesimalmente lenta seria quase reversível; encher um balão com ar real envolve perdas e costuma ser irreversível. 
 - 
Processo quasi‑estático: é aquele que ocorre tão lentamente que o sistema permanece praticamente em equilíbrio interno durante todo o processo. É uma aproximação ideal.
 
Passo 3
Aplicando a definição de vazão mássica ao enunciado: a taxa constante de fornecimento de ar é
Integramos para ver como a massa dentro do balão varia no tempo:
Isso mostra que a massa dentro do balão depende explicitamente do tempo (cresce linearmente). Portanto há variação temporal de uma propriedade macroscópica.
Passo 4
Com base no passo anterior, concluímos sobre estacionariedade:
- Como 
varia com o tempo, as propriedades do sistema (pelo menos a massa e, em consequência, o volume) mudam com o tempo. Logo o processo é um processo transiente (não estacionário), e não um processo em regime permanente (steady state).  
Passo 5
Sobre ser sistema aberto ou fechado:
- Há entrada de massa (ar) no balão. Isso caracteriza um sistema aberto (controle de massa atravessa a fronteira do sistema). Portanto, o enchimento do balão é um processo de sistema aberto.
 
Passo 6
Sobre reversibilidade e quasi‑estaticidade:
- Reversibilidade: na prática, o enchimento envolve escoamento do ar (possível turbulência ou viscosidade), deformação elástica do material do balão (histerese/atrito interno do polímero) e dissipação de energia. Assim, na maioria dos casos reais o processo é irreversível. Posso afirmar que é praticamente irreversível.
 - Quasi‑estático: depende da rapidez relativa entre a vazão e o tempo de relaxação mecânico/termodinâmico do balão. Como o enunciado não diz que o enchimento é infinitamente lento, não podemos garantir que seja quasi‑estático. Logo, não podemos afirmar com certeza que é quasi‑estático; provavelmente não é, a menos que o enchimento seja muito mais lento que os tempos de relaxação.
 
Passo 7
Resumo didático e intuitivo (para você usar na prova):
- Identifique se há troca de massa: sim → sistema aberto.
 - Verifique se as propriedades mudam no tempo: a vazão mássica constante implica 
→ varia com → processo transiente (não estacionário).  - Reversibilidade: processo real de enchimento é irreversível (dissipação).
 - Quasi‑estático: só se for preenchido muito lentamente; sem essa informação não se assume.
 
Resposta
Sistema aberto; processo transiente (não estacionário) com vazão mássica constante 
 ; em geral irreversível; quasi‑estático somente se o enchimento for infinitamente lento (não garantido).