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.
(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:
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:
- Saber o que significa cada tipo de sistema
- 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:
- O recipiente é fechado, então não deixa o ar escapar nem absorve ar de fora. Logo, sem troca de massa.
- 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.