Correlacione as colunas.
\_\_\_\_ Transferência de energia por trabalho
A. Transferência de energia em que o único efeito externo ao sistema poderia ter sido o levantamento de uma massa
B. Uma sequência de processos que inicia e termina no mesmo estado
C. Transferência de energia resultante da diferença de temperatura entre o sistema e as vizinhanças
D. Um ciclo em que a energia é transferida por calor para o sistema sob outro ciclo em que o corpo frio cede energia para o corpo quente
E. Transferência de energia do sistema para as vizinhanças é considerada positiva
F. Um processo que não envolve transferência de energia por calor
G. m g\left(z_{2}-z_{1}\right)
H. 1 / 2\left(\mathrm{~V}_{2}{ }^{2}-\mathrm{V}_{1}{ }^{2}\right)
I. \Delta E=Q-W
J. \Delta \mathrm{EC}+\mathrm{EP}+\Delta U

Passo 1

O enunciado pede para correlacionar conceitos (coluna da esquerda) com definições/fórmulas (coluna da direita). Os itens fornecidos na coluna direita são as opções A até J:
  • A. Transferência de energia em que o único efeito externo ao sistema poderia ter sido o levantamento de uma massa
  • B. Uma sequência de processos que inicia e termina no mesmo estado
  • C. Transferência de energia resultante da diferença de temperatura entre o sistema e as vizinhanças
  • D. Um ciclo em que a energia é transferida por calor para o sistema sob outro ciclo em que o corpo frio cede energia para o corpo quente
  • E. Transferência de energia do sistema para as vizinhanças é considerada positiva
  • F. Um processo que não envolve transferência de energia por calor
  • G. m g\left(z_{2}-z_{1}\right)
  • H. \tfrac{1}{2}\left(V_{2}^{2}-V_{1}^{2}\right)
  • I. \Delta E=Q-W
  • J. \Delta E_C+\\ E_P+\Delta U
A tarefa é identificar qual letra corresponde a cada conceito típico de termodinâmica / energia (por exemplo: “Transferência de energia por trabalho”, “Transferência de energia por calor”, “processo adiabático”, “variação de energia potencial”, etc.). Vou explicitar cada conceito e justificar a correspondência com a letra correta.

Passo 2

Definição e identificação de “Transferência de energia por trabalho”.
  • O trabalho é a forma de transferência de energia em que, externamente, o efeito poderia ser o levantamento de uma massa (o clássico exemplo: empurrar um corpo contra a gravidade). Em processos mecânicos quasiestáticos, o trabalho realizado pelo sistema é associado a forças aplicadas que produzem deslocamento.
  • A opção que descreve exatamente isso é a opção A: “Transferência de energia em que o único efeito externo ao sistema poderia ter sido o levantamento de uma massa”.
  • Portanto, “Transferência de energia por trabalho” corresponde a A.

Passo 3

Definição e identificação de “Transferência de energia por calor”.
  • Calor é transferência de energia causada por diferença de temperatura entre sistema e vizinhanças, isto é, energia que atravessa a fronteira devido a gradiente térmico, não por trabalho mecânico.
  • A descrição que bate com isso é a opção C: “Transferência de energia resultante da diferença de temperatura entre o sistema e as vizinhanças”.
  • Portanto, “Transferência de energia por calor” corresponde a C.

Passo 4

Definição e identificação de “Processo adiabático”.
  • Um processo adiabático é aquele no qual não há transferência de energia por calor entre sistema e vizinhanças. Em palavras: Q=0 durante o processo.
  • A opção F diz exatamente: “Um processo que não envolve transferência de energia por calor”.
  • Logo, “Processo adiabático” corresponde a F.

Passo 5

Definição e identificação de “Ciclo termodinâmico”.
  • Um ciclo termodinâmico é uma sequência de processos que inicia e termina no mesmo estado termodinâmico — após o ciclo o sistema recupera suas propriedades de estado (energia interna, pressão, etc., retornam ao valor inicial).
  • A opção B fornece essa definição: “Uma sequência de processos que inicia e termina no mesmo estado”.
  • Assim, “Ciclo termodinâmico” corresponde a B.

Passo 6

Interpretação da opção D (ciclo que transfere calor de corpo frio para quente) — identificar se refere a refrigerador ou bomba de calor.
  • Um refrigerador ou bomba de calor realiza, por um ciclo que requer trabalho, a transferência de calor do corpo frio para o corpo quente (isto é, energia térmica é extraída do frio e entregue ao quente graças a trabalho realizado sobre o sistema).
  • A redação D descreve justamente esse tipo de ciclo: “Um ciclo em que a energia é transferida por calor para o sistema sob outro ciclo em que o corpo frio cede energia para o corpo quente” — que é a ideia do ciclo de refrigeração / bomba de calor (ciclo inverso de um motor térmico).
  • Portanto, “Ciclo de refrigeração / bomba de calor (ciclo inverso)” corresponde a D.

Passo 7

Signo das transferências — entender a opção E.
  • Há convenções de sinal na termodinâmica. Uma convenção comum (aquela usada na formulação \Delta E = Q - W) é: Q positivo quando energia entra no sistema por calor; W positivo quando trabalho é realizado pelo sistema (isto é, energia sai do sistema por trabalho). A frase “Transferência de energia do sistema para as vizinhanças é considerada positiva” indica que a transferência do sistema para as vizinhanças é tomada com sinal positivo — isto é a convenção de trabalho positivo quando realizado pelo sistema.
  • A opção E expressa essa convenção de sinal.
  • Portanto, “Convenção: trabalho positivo quando energia vai do sistema para as vizinhanças” corresponde a E.

Passo 8

Identificação das expressões de energia: potencial e cinética.
  • A variação da energia potencial gravitacional entre dois níveis é dada por \Delta E_P = m g (z_2 - z_1). Isso aparece explicitamente em G. Assim, “variação da energia potencial gravitacional” corresponde a G.
  • A variação da energia cinética por unidade de massa (ou mudança específica de energia cinética) é dada por \tfrac{1}{2}\left(V_2^2 - V_1^2\right). Isso aparece em H. Assim, “variação da energia cinética (por unidade de massa)” corresponde a H.

Passo 9

Primeira lei da termodinâmica e energia total.
  • A formulação da primeira lei (com a convenção adotada aqui) é \Delta E = Q - W, que relaciona variação de energia do sistema com calor e trabalho trocados. Isso é exatamente a opção I.
  • A expressão que mostra que a energia total varia como soma das variações das energias cinética, potencial e interna é \Delta E = \Delta E_C + E_P + \Delta U ou, escrito conforme a opção, J: \Delta E_C+\\ E_P+\Delta U. Essa opção indica a decomposição da variação de energia do sistema em componentes (cinética, potencial, interna).
  • Portanto, “Primeira lei: \Delta E = Q - W” corresponde a I, e “variação da energia total como soma das componentes cinética, potencial e interna” corresponde a J.

Passo 10

Resumo e revisão rápida (para aplicar na prova)
  • Trabalho (mecânico) ↔ A; pense sempre em levantar uma massa ou fazer força que desloca a fronteira. Fórmula geral: W=\int \vec{F}\cdot d\vec{s} (no caso gravitacional simples, relaciona-se ao termo m g \Delta z quando aplicável).
  • Calor ↔ C; ocorre por diferença de temperatura.
  • Adiabático ↔ F; significa Q=0.
  • Ciclo ↔ B; volta ao mesmo estado.
  • Ciclo de refrigeração / bomba de calor ↔ D; exige trabalho para transferir calor do frio para o quente.
  • Convenção de sinal (trabalho positivo quando energia sai do sistema) ↔ E.
  • Energia potencial gravitacional ↔ G ( m g (z_2-z_1)).
  • Energia cinética (variação específica) ↔ H ( \tfrac{1}{2}(V_2^2-V_1^2)).
  • Primeira lei na forma usada ↔ I ( \Delta E = Q - W).
  • Energia total como soma das componentes ↔ J ( \Delta E_C + E_P + \Delta U).

Resposta

Transferência de energia por trabalho — A
Transferência de energia por calor — C
Processo adiabático (sem transferência de calor) — F
Ciclo termodinâmico — B
Ciclo de refrigeração / bomba de calor (transferência de calor do frio para o quente com consumo de trabalho) — D
Convenção: transferência do sistema para as vizinhanças considerada positiva (trabalho positivo quando realizado pelo sistema) — E
Variação de energia potencial gravitacional — G
Variação de energia cinética (por unidade de massa) — H
Primeira lei (forma usada) \Delta E=Q-W — I
Variação da energia total como soma das componentes cinética, potencial e interna — J

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