A Lei Zero da Termodinâmica estabelece que:
◯ a. Entropia de um sistema isolado sempre aumenta
◯ b. Calor flui do quente para o frio
◯ c. Todo processo é irreversível
◯ d. Se dois sistemas estão em equilíbrio térmico com um terceiro, estão necessariamente em equilíbrio entre si
◯ e. Energia não pode ser criada nem destruída
◯ a. Entropia de um sistema isolado sempre aumenta
◯ b. Calor flui do quente para o frio
◯ c. Todo processo é irreversível
◯ d. Se dois sistemas estão em equilíbrio térmico com um terceiro, estão necessariamente em equilíbrio entre si
◯ e. Energia não pode ser criada nem destruída
Passo 1
O enunciado pede que eu escolha qual das alternativas corresponde à Lei Zero da Termodinâmica. As alternativas dadas são:
- a. Entropia de um sistema isolado sempre aumenta
- b. Calor flui do quente para o frio
- c. Todo processo é irreversível
- d. Se dois sistemas estão em equilíbrio térmico com um terceiro, estão necessariamente em equilíbrio entre si
- e. Energia não pode ser criada nem destruída
Passo 2
Vamos entender em palavras simples o que a Lei Zero afirma. A ideia central é sobre o que significa “equilíbrio térmico”. Dois sistemas estão em equilíbrio térmico quando, estando em contato térmico (ou tendo possibilidade de trocar calor), não há transferência de calor entre eles — ou seja, suas temperaturas são iguais. A Lei Zero formaliza uma propriedade transitiva dessa relação de equilíbrio térmico: se o sistema A está em equilíbrio térmico com o sistema C, e o sistema B também está em equilíbrio térmico com o sistema C, então A e B devem estar em equilíbrio térmico entre si.
Por que isso é importante na prática? Porque a Lei Zero permite definir temperatura de forma consistente: ela garante que existe uma grandeza (a temperatura) que é igual para sistemas em equilíbrio térmico e que pode ser usada para comparar outros sistemas. Sem essa propriedade transitiva, a noção de “temperatura” mensurável seria confusa: não poderíamos usar um termômetro (o sistema C) para dizer que A e B têm a mesma temperatura.
Passo 3
Agora vou analisar cada alternativa e explicar por que corresponde ou não à Lei Zero, apontando a qual lei física ela se relaciona.
-
Alternativa a: “Entropia de um sistema isolado sempre aumenta.”
Isso é uma forma comum de enunciar a Segunda Lei da Termodinâmica (versão de Clausius/Kelvin ou enunciado em termos de entropia). Não é a Lei Zero. -
Alternativa b: “Calor flui do quente para o frio.”
Essa é uma consequência intuitiva da Segunda Lei (e também uma forma simples de expressar o sentido natural da transferência de calor). Também não é a Lei Zero. -
Alternativa c: “Todo processo é irreversível.”
Isso é falso em geral: existem processos reversíveis ideais (reversíveis termodinâmicos) bem definidos na teoria; a Segunda Lei impõe restrições, mas não afirma que todo processo é irreversível. Portanto essa alternativa está incorreta para descrever a Lei Zero. -
Alternativa d: “Se dois sistemas estão em equilíbrio térmico com um terceiro, estão necessariamente em equilíbrio entre si.”
Essa frase é exatamente a enunciação da Lei Zero: presença da propriedade transitiva do equilíbrio térmico, que permite definir temperatura de maneira consistente. -
Alternativa e: “Energia não pode ser criada nem destruída.”
Essa é a Primeira Lei da Termodinâmica (conservação de energia). Não é a Lei Zero.
Passo 4
Resumo didático e rápido pra prova (boa dica para decorar):
- Primeira Lei → conservação de energia (alternativa e).
- Segunda Lei → sentido do calor e entropia (alternativas a e b relacionadas).
- Lei Zero → definição e propriedade do equilíbrio térmico — a frase que diz que equilíbrio com um terceiro implica equilíbrio mútuo (alternativa d).
Guarde essa associação como um mapa mental: “Zero = temperatura/termômetro/transitividade”.
Resposta
d