Considerando a descrição dos sistemas listados abaixo, classifique a transferência de energia com a vizinhança nos seguintes processos como somente trabalho, somente calor, ambos ou nenhum.
d) Um tanque reservatório com uma solução básica flui através de uma tubulação para um reator que está localizado em um ponto mais baixo da planta. O sistema é o fluido.
d) Um tanque reservatório com uma solução básica flui através de uma tubulação para um reator que está localizado em um ponto mais baixo da planta. O sistema é o fluido.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício que está relacionado à termodinâmica, especificamente sobre como a energia é transferida entre o sistema e a vizinhança. No caso, temos um tanque que envia uma solução básica por uma tubulação para um reator que está mais baixo na planta. Nosso foco é identificar se a transferência de energia nesse processo acontece através de trabalho, calor, ambos ou nenhum, considerando que o sistema é o fluido que está se movendo.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que são trabalho e calor na termodinâmica. O trabalho (W) é a energia transferida quando uma força atua sobre um objeto ao longo de um deslocamento. Já o calor (Q) é a energia transferida entre sistemas ou entre um sistema e sua vizinhança devido a uma diferença de temperatura.
Passo 3
No caso do fluido que está sendo bombeado do tanque para o reator, ele está se movendo através da tubulação. Esse movimento requer a aplicação de uma força para vencer as resistências, como atrito no interior da tubulação. Essa força aplicada gera trabalho no sistema, pois está movimentando o fluido contra essas resistências.
Passo 4
Além do trabalho, também pode ocorrer transferência de calor. Se houver diferença de temperatura entre o fluido e a tubulação ou com o ambiente externo, o fluido pode perder ou ganhar calor durante o seu trajeto. Porém, considerando que estamos lidando com uma solução básica sendo transportada de um ponto mais alto para um mais baixo, e não há indicação de variação significativa de temperatura, podemos assumir que a transferência de calor é mínima ou desprezível nesse processo específico.
Passo 5
Portanto, a principal forma de transferência de energia nesse processo é através do trabalho, já que o fluido está sendo bombeado contra resistências internas, exigindo energia para o seu deslocamento.
Resposta
A transferência de energia é realizada somente por trabalho.