Explique como as definições dos tipos de sistemas e paredes (ou fronteiras) permitem concluir que a energia total do universo é contante.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede pra gente explicar como as definições de tipos de sistemas e suas paredes (ou fronteiras) nos ajudam a concluir que a energia total do universo não muda, ou seja, é constante. Isso está na área da Termodinâmica, que estuda energia, calor e trabalho. Pra resolver isso, vamos precisar entender os diferentes tipos de sistemas (como aberto, fechado e isolado) e como as paredes ou fronteiras desses sistemas funcionam em relação à transferência de energia.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre os tipos de sistemas. Na Termodinâmica, um sistema pode ser aberto, fechado ou isolado. Um sistema aberto pode trocar tanto energia quanto matéria com o ambiente. Um sistema fechado troca apenas energia, mas não matéria. Já um sistema isolado não troca nem energia nem matéria com o ambiente.

Passo 3

Agora, sobre as paredes ou fronteiras desses sistemas. A parede é basicamente o que separa o sistema do ambiente. Dependendo do tipo de sistema, a parede pode permitir a passagem de energia ou de matéria. Por exemplo, em um sistema aberto, a parede permite que tanto energia (como calor e trabalho) quanto matéria passem. Em um sistema fechado, a parede só permite a passagem de energia. Em um sistema isolado, a parede não permite nem a passagem de energia nem de matéria.

Passo 4

A energia total do universo é constante segundo o Princípio da Conservação da Energia, que é uma das leis fundamentais da Física. Esse princípio afirma que a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada de uma forma para outra.

Passo 5

Aplicando isso aos sistemas e suas fronteiras: se considerarmos o universo como um sistema isolado (o que faz sentido, já que não há “ambiente” externo para o universo), então pela definição das paredes isoladas, não há troca de energia ou matéria com nada de fora. Portanto, dentro desse sistema isolado, a energia total permanece constante porque não há entrada ou saída de energia.

Passo 6

Mesmo quando observamos sistemas dentro do universo que são abertos ou fechados, a energia que entra ou sai desses sistemas é proveniente ou vai para o restante do universo. Assim, qualquer variação de energia dentro de um sistema local é compensada por uma variação equivalente em outro lugar no universo, mantendo a energia total do universo constante.

Resposta

Então, entendendo como os diferentes tipos de sistemas e suas paredes controlam a troca de energia e matéria, podemos concluir que, considerando o universo como um sistema isolado, a energia total dele permanece constante.

Exercícios relacionados