Dados:
e
12) b) Caracterize sistemas fechados e abertos
12) b) Caracterize sistemas fechados e abertos
Passo 1
Beleza, então o exercício 12(b) pede pra “Caracterizar sistemas fechados e abertos”. Isso é Termodinâmica básica, né? A ideia é entendermos o que faz um sistema ser fechado ou aberto: de um lado, se ele troca matéria com o ambiente; do outro, se troca energia. Não precisamos das constantes
e
de van der Waals aqui, porque é só classificação de sistemas.
Passo 2
Sistema Fechado
- Definição: um sistema fechado não troca matéria com o ambiente, mas pode trocar energia (calor e trabalho).
- Teoria aplicada: usamos o conceito de “fronteira impermeável à massa”. Matematicamente, podemos dizer
ou seja, a massa total dentro do sistema permanece constante. - Exemplos do dia a dia:
- Um pote vedado, onde a tampa impede qualquer gota de entrar ou sair, mas você pode aquecer o pote no fogão (troca calor).
- Um cilindro com pistão, fechado para gases: o gás não vaza, mas o pistão faz trabalho sobre ele ou recebe trabalho.
Passo 3
Sistema Aberto
- Definição: um sistema aberto troca tanto matéria quanto energia com o ambiente.
- Teoria aplicada: a fronteira é permeável:
Há fluxo de massa entrando ou saindo, junto com calor e/ou trabalho. - Exemplos do dia a dia:
- Uma chaleira com água fervendo sem tampa: o vapor sai (matéria), e há troca de calor com o fogão.
- Um motor a combustão: entra combustível e ar, sai gases de escape, troca calor com o bloco do motor.
Passo 4
Comparando rapidinho:
- Fechado: só energia entra/saí (massa constante).
- Aberto: energia e massa entram/saí (massa varia).
Resposta
Sistema fechado: não troca matéria (
), mas troca energia.
Sistema aberto: troca matéria ( ) e também troca energia.
Sistema aberto: troca matéria (