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

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 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.

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.

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:
De
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

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