Considere dois sistemas termodinâmicos:
Sistema A: Uma garrafa térmica cheia de café quente, bem fechada.
Sistema B: Um motor de carro em funcionamento.
O sistema que troca calor com o ambiente pode manter sua energia interna constante?
Sistema A: Uma garrafa térmica cheia de café quente, bem fechada.
Sistema B: Um motor de carro em funcionamento.
O sistema que troca calor com o ambiente pode manter sua energia interna constante?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem dois sistemas termodinâmicos pra analisar:
- Sistema A: Uma garrafa térmica cheia de café quente, bem fechada.
- Sistema B: Um motor de carro em funcionamento.
O tema aqui é troca de calor com o ambiente e se o sistema consegue manter sua energia interna constante. Pra resolver, vamos precisar entender como cada sistema interage com o ambiente em termos de calor e como isso afeta a energia interna deles.
Passo 2
Primeiro, vamos olhar pro Sistema A, a garrafa térmica. Como ela é bem fechada e térmica, a ideia é que ela isola o café do ambiente. Isso significa que pouca ou nenhuma quantidade de calor troca com o ambiente externo. A teoria por trás disso envolve o princípio da conservação de energia, onde, se não há troca de calor (
), a energia interna (
) do sistema permanece constante.
Passo 3
Agora, vamos pro Sistema B, o motor de carro funcionando. Um motor, pra operar, queima combustível, produz calor e esse calor precisa ser dissipado pra evitar o superaquecimento. Isso acontece através do sistema de arrefecimento que troca calor com o ambiente. Aqui, o motor está constantemente trocando calor (
) com o ambiente.
Passo 4
Aí vem a parte importante: se um sistema está trocando calor com o ambiente, sua energia interna pode variar. No Sistema A, como pouca troca de calor ocorre, a energia interna fica praticamente constante. Já no Sistema B, porque há uma troca contínua de calor, a energia interna não se mantém constante a menos que haja um equilíbrio perfeito, o que na prática não acontece enquanto o motor está funcionando.
Resposta
O Sistema B (motor de carro em funcionamento) troca calor com o ambiente e, por isso, não consegue manter sua energia interna constante. Já o Sistema A (garrafa térmica bem fechada) praticamente não troca calor e pode manter sua energia interna constante.