Qual(is) dos seguintes processos viola(m) a primeira lei da termodinâmica?
Escolha uma ou mais:
a.
b.
c.
d.
e.
a.
b.
c.
d.
e.
Passo 1
O enunciado pede para identificar quais combinações de sinais de
(calor trocado),
(trabalho realizado pelo sistema) e
(variação de energia interna) violam a primeira lei da termodinâmica. Vamos usar a convenção de sinais em que
significa calor fornecido ao sistema e
trabalho realizado pelo sistema. A primeira lei diz:
Passo 2
Para cada opção, só sabemos o sinal de
e
, não seus valores exatos. Assim, o sinal de
pode ser:
- Indefinido (pode ser positivo, negativo ou zero) quando
e têm o mesmo sinal, pois depende de qual é maior em magnitude. - Determinado (sempre positivo ou sempre negativo) quando
e têm sinais opostos, pois aí soma dois termos de mesmo sinal.
Passo 3
Analisando rapidamente:
- Nos casos (a), (b), (c) e (d),
e têm o mesmo sinal, então pode assumir tanto sinal positivo quanto negativo, acomodando ou conforme as magnitudes. - No caso (e) temos
e . Então
ou seja,
seria sempre negativo. Mas a opção exige
, o que é impossível sob a primeira lei.
Resposta
(e)