Uma lata de refrigerante à temperatura ambiente é colocada na geladeira. Você chamaria a lata de refrigerante um sistema aberto ou fechado? Explique.
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que a questão tá pedindo. A gente tem uma lata de refrigerante, que tá à temperatura ambiente, e ela vai pra geladeira. A pergunta é: “Isso é um sistema aberto ou fechado?” O conteúdo aqui é Termodinâmica, mais especificamente classificação de sistemas (aberto, fechado e isolado). Pra resolver, só precisamos lembrar as definições desses sistemas e ver o que pode entrar ou sair da lata quando ela esfria.
Passo 2
Teoria na prática:
- Sistema aberto: deixa entrar e sair tanto massa quanto energia.
- Sistema fechado: não troca massa com o ambiente (
), mas pode trocar energia (calor ou trabalho). - Sistema isolado: não troca nem massa nem energia (
e ).
Aqui usamos duas ideias-chaves da Termodinâmica:
- Balanço de massa:
- Balanço de energia (forma simplificada):
onde é calor trocado e trabalho trocado.
Passo 3
Agora, aplicando ao caso da lata na geladeira:
- Massa: não sai refrigerante, nem entra nada na lata. Logo
, ou seja, . - Energia térmica: a lata perde calor para o interior da geladeira (ou troca calor com o ar frio), então
.
Logo, a gente tem
e
, que é exatamente a definição de sistema fechado.
Resposta
A lata de refrigerante na geladeira é um sistema fechado, pois não há troca de massa com o ambiente, mas há troca de energia na forma de calor.