Indique verdadeiro ou falso
(a) Para um sistema em estado permanente, o valor de nenhuma propriedade varia com o tempo.
(b) Apenas variações na energia interna de um sistema entre dois estados tem significado físico: não há sentido físico em atribuir um valor de energia interna a um estado.
© Se um sistema fechado passa por um processo no qual a variação de energia total é positiva, então a transferência de calor deve ser positiva
(a) Para um sistema em estado permanente, o valor de nenhuma propriedade varia com o tempo.
(b) Apenas variações na energia interna de um sistema entre dois estados tem significado físico: não há sentido físico em atribuir um valor de energia interna a um estado.
© Se um sistema fechado passa por um processo no qual a variação de energia total é positiva, então a transferência de calor deve ser positiva
Passo 1
Beleza, o exercício é sobre Termodinâmica. A gente precisa dizer se cada afirmação é verdadeira ou falsa:
(a) Estado permanente significa que nenhuma propriedade varia no tempo.
(b) Só faz sentido falar da variação de energia interna entre estados, não do valor absoluto.
© Num sistema fechado, se a variação total de energia for positiva, então o calor trocado obrigatoriamente é positivo.
Para resolver isso, vamos usar:
(a) Estado permanente significa que nenhuma propriedade varia no tempo.
(b) Só faz sentido falar da variação de energia interna entre estados, não do valor absoluto.
© Num sistema fechado, se a variação total de energia for positiva, então o calor trocado obrigatoriamente é positivo.
Para resolver isso, vamos usar:
- A definição de estado permanente;
- O fato de que a energia interna é função de estado e que só diferenças são mensuráveis;
- A Primeira Lei da Termodinâmica para sistemas fechados:
.
Passo 2
Analisando (a): “Para um sistema em estado permanente, o valor de nenhuma propriedade varia com o tempo.”
Estado permanente (steady state) quer dizer exatamente isso: todas as propriedades (temperatura, pressão, massa, energia, etc.) permanecem constantes em cada ponto do sistema. Então essa afirmação é verdadeira.
Estado permanente (steady state) quer dizer exatamente isso: todas as propriedades (temperatura, pressão, massa, energia, etc.) permanecem constantes em cada ponto do sistema. Então essa afirmação é verdadeira.
Passo 3
Analisando (b): “Apenas variações na energia interna de um sistema entre dois estados têm significado físico: não há sentido físico em atribuir um valor de energia interna a um estado.”
Energia interna é uma função de estado, mas o seu valor absoluto depende de onde a gente escolhe o zero (referência). Na prática, só
faz sentido físico. Então concordamos: só variação é física, o valor absoluto é arbitrário. Afirmação verdadeira.
Energia interna
Passo 4
Analisando ©: “Se um sistema fechado passa por um processo no qual a variação de energia total é positiva, então a transferência de calor deve ser positiva.”
Pela 1ª Lei:
Pela 1ª Lei:
Se
, então
ou seja
. Mas
pode ser negativo (quando trabalho é feito no sistema). Por exemplo, se
e
, então
, que é negativo. Logo, não dá para garantir que
. A afirmação é falsa.
Resposta
(a) Verdadeiro
(b) Verdadeiro
© Falso
(b) Verdadeiro
© Falso