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 ( dot m = 0), mas pode trocar energia (calor ou trabalho).
  • Sistema isolado: não troca nem massa nem energia ( dot m = 0 e dot Q = 0).
Aqui usamos duas ideias-chaves da Termodinâmica:
  1. Balanço de massa: dmrm sistemadt = dot mrm in - dot mrm out
  2. Balanço de energia (forma simplificada): De onde Q é calor trocado e W trabalho trocado.

Passo 3

Agora, aplicando ao caso da lata na geladeira:
  • Massa: não sai refrigerante, nem entra nada na lata. Logo dot mrm in = dot mrm out = 0, ou seja, dmdt=0.
  • Energia térmica: a lata perde calor para o interior da geladeira (ou troca calor com o ar frio), então Qneq0.
Logo, a gente tem dot m=0 e Qneq0, 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.

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