Imagine um recipiente fechado contendo ar comprimido. O recipiente está em um ambiente onde a temperatura externa varia ao longo do dia.
(a) Esse sistema pode ser considerado isolado, fechado ou aberto? Justifique sua resposta.

Passo 1

Beleza, vamos recapitular rapidinho o que a questão tá pedindo.
Enunciado: “Temos um recipiente fechado com ar comprimido e essa embalagem fica num lugar onde a temperatura externa varia durante o dia. A questão (a) quer saber se esse sistema é isolado, fechado ou aberto, e por quê.”
Conteúdo: classificação de sistemas termodinâmicos (aberto, fechado, isolado) e entendimento de transferência de massa e energia.
O que vamos precisar:
  1. Saber o que significa cada tipo de sistema
  2. Identificar se nosso recipiente troca massa e/ou energia com o ambiente

Passo 2

Antes de tudo, bora entender o básico:
  • Sistema aberto: troca massa e energia com o entorno.
  • Sistema fechado: troca energia (por exemplo, calor ou trabalho), mas não troca massa.
  • Sistema isolado: não troca nem massa nem energia com o entorno.
Explicando um cadinho cada conceito:
  • Troca de massa = moléculas entram ou saem do sistema.
  • Troca de energia = pode ser por calor (variação de temperatura) ou por trabalho (movimento de pistão, por exemplo).

Passo 3

Agora aplica no nosso caso:
  1. O recipiente é fechado, então não deixa o ar escapar nem absorve ar de fora. Logo, sem troca de massa.
  2. A temperatura externa varia de dia e de noite, e o recipiente, que não é perfeitamente isolado, vai receber ou ceder calor conforme a parede dele. Ou seja, há troca de energia (calor) com o ambiente.
Portanto:
  • Não é sistema aberto (porque não troca massa).
  • Também não é isolado (porque troca calor).
  • Se encaixa direitinho como sistema fechado, já que só rola troca de energia, mas a massa interna permanece a mesma.

Resposta

Esse sistema é fechado, pois a massa de ar dentro do recipiente permanece constante (nenhuma molécula entra ou sai), mas há troca de energia na forma de calor com o ambiente quando a temperatura externa varia.

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