Dois recipientes, A e B, contém massas iguais de um mesmo gás, a temperaturas diferentes, sendo \mathrm{Ta}>\mathrm{Tb}. Julgue as afirmativas seguintes:
“O gás em A possui mais calor que o gás em B.”

Passo 1

O enunciado dá e pede o seguinte:
  • Dados: dois recipientes A e B contêm massas iguais de um mesmo gás, e as temperaturas satisfazem T_a>T_b.
  • Pergunta: julgar a afirmativa “O gás em A possui mais calor que o gás em B.”

Passo 2

Primeira coisa importante: esclarecer o que significa “calor” em termodinâmica. O termo técnico “calor” refere-se à energia em trânsito devido a uma diferença de temperatura entre sistemas; denota-se por \delta Q e representa um processo (energia transferida), não uma propriedade que o sistema “possa possuir” em repouso. Em outras palavras:
  • “Calor” = energia transferida durante um processo (não é uma função de estado).
  • Uma grandeza que o sistema possui como estado é a energia interna, denotada por U.

Passo 3

Vamos ver a energia interna para um gás ideal (caso padrão usado em cursos): a energia interna depende apenas da temperatura e da quantidade de gás. Podemos escrever, usando massa específica:
U = m\, c_v\, T,
onde:
  • U é a energia interna do gás (energia que o sistema “possui” no estado),
  • m é a massa do gás,
  • c_v é o calor específico a volume constante (constante para um mesmo gás),
  • T é a temperatura absoluta.
    Como no enunciado os gases têm a mesma massa m e são o mesmo gás (mesmo c_v), a relação mostra que U é proporcional a T. Portanto, dado T_a>T_b segue que
U_a > U_b.

Passo 4

Conectando com a primeira lei da termodinâmica:
\Delta U = Q - W,
onde Q é o calor recebido pelo sistema (energia em trânsito) e W é o trabalho realizado pelo sistema. Note que Q aqui depende do processo (é \delta Q), e não apenas dos estados inicial e final. Isso reforça que não faz sentido afirmar que um sistema “possuí calor” enquanto estado — ele pode possuir energia interna U, mas “calor” é o que pode ser trocado entre sistemas quando há processo térmico.

Passo 5

Explicar a confusão comum e dar a forma correta da ideia:
  • Se alguém diz “o gás em A possui mais calor que o gás em B” provavelmente quer dizer uma destas coisas (ambas corretas como intenções, mas não com a palavra “calor”):
    1. “O gás em A tem maior energia interna do que o gás em B.” — esta frase é correta, e decorre de U_a>U_b porque T_a>T_b.
    2. “Se colocarmos A em contato térmico com B, o gás em A cederá calor para o gás em B (até o equilíbrio térmico).” — também correta normalmente, pois o calor flui do corpo com maior temperatura para o de menor temperatura.
  • Porém a frase original está mal formulada termodinamicamente, porque atribui ao sistema algo que é próprio de um processo (calor).

Passo 6

Conclusão direta e objetiva para a questão pedida: a afirmativa é incorreta do ponto de vista conceitual. O correto seria afirmar que o gás em A tem maior energia interna e que, ao entrar em contato térmico com B, poderá ceder calor.

Resposta

Falsa.

Exercícios relacionados