Considere um sistema evoluindo em um processo termodinâmico por meio de etapas de equilibrio termodinâmico intermediárias, desde o estado I até o estado II. Algumas das quantidades pelas quais o processo pode ser caracterizado são: 1) energia interna, 2) entropia, 3) temperatura, 4) trabalho e, 5) calor. Dessas quantidades, aquelas que são independentes do processo termodinâmico que faz o estado 1 evoluir até o estado II são:
a)
;
b) 1,3 e 5 ;
c)
;
d) 2,3 e 4 ;
e) 3,4 , 5 .
a)
b) 1,3 e 5 ;
c)
d) 2,3 e 4 ;
e) 3,4 , 5 .
Passo 1
Vamos resumir o que o exercício está pedindo. Temos um sistema que passa de um estado I para um estado II através de processos termodinâmicos que mantêm o equilíbrio intermediário. As quantidades envolvidas são: 1) energia interna, 2) entropia, 3) temperatura, 4) trabalho e 5) calor. Queremos descobrir quais dessas quantidades são independentes do caminho que o sistema segue do estado I ao II. Para isso, vamos precisar entender quais dessas grandezas são funções de estado, ou seja, dependem apenas dos estados inicial e final, e não do processo.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre energia interna (1). A energia interna é uma função de estado porque ela depende apenas dos estados inicial e final, não de como o sistema chegou lá. Isso significa que, independentemente do caminho tomado, a variação da energia interna será a mesma.
Passo 3
Agora, vamos para a entropia (2). A entropia também é uma função de estado. Ela mede a desordem do sistema e, como a energia interna, depende apenas dos estados inicial e final.
Passo 4
A temperatura (3) é outra função de estado. Ela indica a energia térmica média das partículas no sistema e, novamente, depende apenas dos estados inicial e final.
Passo 5
Em contraste, o trabalho (4) e o calor (5) não são funções de estado. Eles são conhecidos como funções de caminho, o que significa que dependem do processo específico pelo qual o sistema passa para ir de I a II.
Resposta
As quantidades que são independentes do processo termodinâmico são: 1, 2 e 3. Portanto, a alternativa correta é a letra a).