Coloque V para as sentenças verdadeiras, ou F, para as sentenças falsas, nestas, sublinhe a parte da frase que se encontra errada: (2,0)
( ) Em um recipiente fechado, com paredes inextensiveis, no qual nāo existe escoamento, pode-se afirmar que todo o calor que entra no sistema aumentará a energia interna.
( ) Em um dado volume, diferentes gases perteitos terāo diferentes números de moléculas.
( ) Entropia é uma medida da desordem ou aleatoriedade em um sistema.
( ) A variação da entropia em um sistema está relacionada diretamente com a variação do calor e inversamente com a temperatura absoluta.
( ) As propriedades termodinâmicas são definidas como sendo qualquer grandeza que depende do estado do sistema e é independente da trajetória pela qual o sistema chegou naquele dado estado.
( ) Os sistemas de medidas sāo divididos em: Internacional, nacional e inglēs.
( ) Trabalho é resultado da transferência de energia devido à aplicaçāo de forças que causam variação na temperatura.
( ) Trabalho realizado pelo sistema é positivo e trabalho realizado sobre o sistema é negativo.

Passo 1

O enunciado pede que eu marque com V (verdadeiro) ou F (falso) cada uma das sentenças dadas e que, quando a sentença for falsa, eu sublinhe a parte da frase que está errada. As sentenças a avaliar são (vou numerá‑las para facilitar a referência):
  1. Em um recipiente fechado, com paredes inextensíveis, no qual não existe escoamento, pode‑se afirmar que todo o calor que entra no sistema aumentará a energia interna.
  2. Em um dado volume, diferentes gases perfeitos terão diferentes números de moléculas.
  3. Entropia é uma medida da desordem ou aleatoriedade em um sistema.
  4. A variação da entropia em um sistema está relacionada diretamente com a variação do calor e inversamente com a temperatura absoluta.
  5. As propriedades termodinâmicas são definidas como sendo qualquer grandeza que depende do estado do sistema e é independente da trajetória pela qual o sistema chegou naquele dado estado.
  6. Os sistemas de medidas são divididos em: Internacional, nacional e inglês.
  7. Trabalho é resultado da transferência de energia devido à aplicação de forças que causam variação na temperatura.
  8. Trabalho realizado pelo sistema é positivo e trabalho realizado sobre o sistema é negativo.
Agora vou analisar uma a uma, explicando a teoria necessária para entender por que cada sentença é verdadeira ou falsa, sem pular etapas.

Passo 2

Avaliação da sentença 1.
Sentença 1: “Em um recipiente fechado, com paredes inextensíveis, no qual não existe escoamento, pode‑se afirmar que todo o calor que entra no sistema aumentará a energia interna.”
Explicação didática (princípio que usamos). A primeira lei da termodinâmica para um sistema fechado (sem troca de massa) pode ser escrita como
\Delta U = Q - W,
onde:
  • \Delta U é a variação da energia interna do sistema;
  • Q é o calor transferido para o sistema (positivo se entra);
  • W é o trabalho realizado pelo sistema sobre as vizinhanças (positivo nesse sinal‑convenção).
Observações importantes: “paredes inextensíveis” implica ausência de trabalho de expansão W_{\text{exp}}=P\Delta V (pois \Delta V=0), mas ainda podem existir outros tipos de trabalho (por exemplo, trabalho elétrico, trabalho de eixo, trabalho magnético etc.). Portanto, mesmo com paredes rígidas, se houver algum trabalho diferente de zero, nem todo calor Q se transforma em \Delta U — parte pode sair como trabalho. A sentença afirma que “todo o calor que entra no sistema aumentará a energia interna” sem excluir a possibilidade de existência de outros trabalhos; por isso a afirmação está errada em geral.
Conclusão: a sentença 1 é falsa. A parte incorreta que deve ser sublinhada é a afirmação absoluta de que “todo o calor que entra no sistema aumentará a energia interna”.

Passo 3

Avaliação da sentença 2.
Sentença 2: “Em um dado volume, diferentes gases perfeitos terão diferentes números de moléculas.”
Explicação didática. Use a equação de estado dos gases ideais:
PV = nRT,
onde:
  • P é a pressão,
  • V é o volume,
  • n é o número de mols,
  • R é a constante universal dos gases,
  • T é a temperatura absoluta.
Para o número de moléculas N tem‑se N = n N_A, com N_A constante de Avogadro. A lei de Avogadro diz que, à mesma temperatura e pressão, volumes iguais contêm o mesmo número de moléculas, independentemente do tipo de gás. A sentença dada não menciona temperatura nem pressão; mas o entendimento usual na termodinâmica básica é que, se dois gases perfeitos estão sob as mesmas condições de T e P, então em um mesmo volume terão o mesmo número de moléculas. Assim, a afirmação apresentada como absoluta (“Em um dado volume, diferentes gases perfeitos terão diferentes números de moléculas”) está incorreta porque ignora as condições térmicas e de pressão e contradiz a lei de Avogadro.
Conclusão: a sentença 2 é falsa. A parte incorreta que deve ser sublinhada é a afirmação de que “terão diferentes números de moléculas” (no contexto implícito de mesma T e P).

Passo 4

Avaliação da sentença 3.
Sentença 3: “Entropia é uma medida da desordem ou aleatoriedade em um sistema.”
Explicação didática. Em termodinâmica estatística, a entropia S é dada pela fórmula de Boltzmann:
S = k \ln \Omega,
onde:
  • k é a constante de Boltzmann,
  • \Omega é o número de microestados compatíveis com o macroestado do sistema.
Essa interpretação liga entropia à “contagem de arranjos” ou “aleatoriedade”: mais microestados possíveis correspondem a maior entropia, o que popularmente se fala como maior desordem. Embora haja discussões técnicas sobre o termo “desordem” ser um pouco vago, como definição pedagógica e prática a sentença é aceita como verdadeira: entropia mede, em sentido físico, a multiplicidade de microestados (aleatoriedade/distribuição provável).
Conclusão: a sentença 3 é verdadeira.

Passo 5

Avaliação da sentença 4.
Sentença 4: “A variação da entropia em um sistema está relacionada diretamente com a variação do calor e inversamente com a temperatura absoluta.”
Explicação didática. Para um processo reversível a relação diferencial é
dS = \frac{\delta Q_{\text{rev}}}{T},
onde:
  • dS é a variação infinitesimal de entropia do sistema,
  • \delta Q_{\text{rev}} é a quantidade infinitesimal de calor trocada reversivelmente,
  • T é a temperatura absoluta (em kelvin) na qual a transferência ocorre.
Isso diz exatamente que a variação de entropia é proporcional ao calor trocado (diretamente) e inversamente proporcional à temperatura. Observação importante: a fórmula vale estritamente para calor trocado reversivelmente; para processos irreversíveis usa‑se \Delta S \ge \int \delta Q/T. A sentença, na forma habitual de enunciado didático, está correta ao expressar essa relação básica.
Conclusão: a sentença 4 é verdadeira.

Passo 6

Avaliação da sentença 5.
Sentença 5: “As propriedades termodinâmicas são definidas como sendo qualquer grandeza que depende do estado do sistema e é independente da trajetória pela qual o sistema chegou naquele dado estado.”
Explicação didática. Propriedades de estado (ou funções de estado) são quantidades que dependem somente do estado atual do sistema, isto é, de variáveis como P, V, T, U, S, H etc., e não de como o sistema chegou a esse estado. Exemplos: energia interna U, entropia S, entalpia H, pressão P, volume V, temperatura T. Em contraposição, calor Q e trabalho W são quantidades de caminho (dependem do processo). A sentença descreve corretamente o conceito de propriedades termodinâmicas.
Conclusão: a sentença 5 é verdadeira.

Passo 7

Avaliação da sentença 6.
Sentença 6: “Os sistemas de medidas são divididos em: Internacional, nacional e inglês.”
Explicação didática. A classificação habitual de sistemas de unidades reconhecida internacionalmente inclui principalmente:
  • Sistema Internacional de Unidades (SI),
  • Sistemas tradicionais como o sistema Imperial (inglês) ou o Sistema Consuetudinário dos EUA,
  • e outros sistemas históricos como CGS.
A palavra “nacional” não é uma categoria padrão de sistemas de medidas; não existe uma divisão formal “Internacional, nacional e inglês” como classificação técnica universal. Portanto a enumeração dada está incorreta. O erro está na lista apresentada: especificamente a inclusão de “nacional” como categoria ao lado de “Internacional” e “inglês” está errada.
Conclusão: a sentença 6 é falsa. A parte incorreta que deve ser sublinhada é a expressão que lista os tipos como “Internacional, nacional e inglês”.

Passo 8

Avaliação da sentença 7.
Sentença 7: “Trabalho é resultado da transferência de energia devido à aplicação de forças que causam variação na temperatura.”
Explicação didática. Trabalho, em termos termodinâmicos e mecânicos, é uma transferência de energia associada a forças macroscópicas que atuam através de um deslocamento. Uma expressão comum para trabalho de pressão‑volume é
\delta W = P\,dV,
mas trabalho pode assumir outras formas (eixo, elétrico, magnético). O importante é que trabalho é transferência de energia por meio de forças que causam deslocamento, não necessariamente “variação na temperatura”. A aplicação de trabalho pode alterar energia interna e, indiretamente, a temperatura, mas não é correto definir trabalho como algo que necessariamente causa variação de temperatura. A parte “que causam variação na temperatura” é incorreta na definição.
Conclusão: a sentença 7 é falsa. A parte incorreta que deve ser sublinhada é “que causam variação na temperatura”.

Passo 9

Avaliação da sentença 8.
Sentença 8: “Trabalho realizado pelo sistema é positivo e trabalho realizado sobre o sistema é negativo.”
Explicação didática. Aqui o ponto chave é a convenção de sinais: existem duas convenções comuns.
  • Convenção de sinais da engenharia (muito usada em termodinâmica de engenharia): W é trabalho realizado pelo sistema sobre as vizinhanças; assim W>0 significa trabalho saindo do sistema, e a primeira lei é escrita \Delta U = Q - W.
  • Convenção de sinais de muitos livros de química/física: definem W como trabalho feito sobre o sistema; nessa convenção o trabalho que entra é positivo e a primeira lei se escreve \Delta U = Q + W.
Portanto, a afirmação apresentada como absoluta (que trabalho feito pelo sistema é positivo e trabalho sobre o sistema é negativo) depende da convenção adotada; não é uma verdade universal sem especificar a convenção. Como o enunciado não especifica a convenção, tratamos a frase como falsa por afirmar uma regra sem contextualização.
Conclusão: a sentença 8 é falsa. A parte incorreta que deve ser sublinhada é a declaração absoluta sobre os sinais sem indicar convenção.

Resposta

  1. F \;\; \underline{\text{todo o calor que entra no sistema aumentará a energia interna.}}á
  2. F \;\; \underline{\text{terão diferentes números de moléculas.}}ãúé
  3. V
  4. V
  5. V
  6. F \;\; \underline{\text{Internacional, nacional e inglês.}}ê
  7. F \;\; \underline{\text{que causam variação na temperatura.}}çã
  8. F \;\; \underline{\text{Trabalho realizado pelo sistema é positivo e trabalho realizado sobre o sistema é negativo.}}éé

Exercícios relacionados