D. O calor é uma forma de energia.
E. Dois sistemas em equilíbrio com um terceiro estão em equilíbrio entre si.
3. A primeira lei da termodinâmica descreve uma relação entre as grandezas físicas: energia interna, calor e trabalho. Tais relações podem ser verificadas na lei que segue:
\Delta U=Q-W
Nessa lei, a energia interna ( \Delta ) pode sofrer variações, podendo ser positiva, negativa ou nula, de acordo com as relações entre as grandezas físicas calor e trabalho. Assim, essas grandezas também podem ter valores positivos, negativos ou nulos.
Com base na primeira lei da termodinâmica, em que circunstâncias o calor é dado como uma grandeza positiva?
A. O calor é uma grandeza positiva se o sistema realiza trabalho.
B. O calor é uma grandeza positiva se um trabalho é realizado sobre o sistema.

Passo 1

O enunciado lembra a primeira lei da termodinâmica, que relaciona variação de energia interna \Delta U, calor Q e trabalho W:
\Delta U = Q - W
Aqui adota-se a convenção usual de que:
  • Q>0 quando calor é fornecido ao sistema (entra energia térmica).
  • W>0 quando o sistema realiza trabalho sobre o entorno (saída de energia mecânica).

Passo 2

Para entender o sinal de Q, a questão pergunta em que situação dizemos que Q é positivo. Pela convenção acima, sempre que o sistema recebe calor, Q é positivo, independentemente do trabalho.

Passo 3

Entre as alternativas dadas:
A. “O calor é uma grandeza positiva se o sistema realiza trabalho.”
– Isso relaciona o sinal de Q ao trabalho saindo do sistema (quando W>0), o que não afeta diretamente o sinal de Q.
B. “O calor é uma grandeza positiva se um trabalho é realizado sobre o sistema.”
– Aqui falam em trabalho entrando no sistema W<0, ou seja, energia mecânica é fornecida ao sistema. Embora isso varie \Delta U, não é o critério para o sinal de Q.
No entanto, o único momento em que atribuímos a Q o sinal positivo é exatamente quando energia térmica entra no sistema, o que não coincide com A (trabalho saindo) nem com B (trabalho entrando).

Passo 4

Como nenhuma das opções descreve corretamente “calor entrando no sistema”, deve-se verificar qual delas mais se aproxima da convenção padrão. A questão parece confundir trabalho com calor, mas a mais coerente, na prática de análise de energia, é associar entrada de energia ao sistema (seja calor ou trabalho) a um sinal positivo. A opção que fala em “trabalho realizado sobre o sistema” sugere entrada de energia — e, por analogia, calor positivo.

Resposta

B. O calor é uma grandeza positiva se um trabalho é realizado sobre o sistema.

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