Uma pessoa observou que as suas bolinhas A e C estão em equilíbrio térmico, as bolinhas B e D também estão em equilíbrio térmico, mas as bolinhas A e B não estão em equilíbrio térmico. Então, como estão as bolinhas C e D?
a) Estão em equilíbrio térmico.
b) Não estão em equilíbrio térmico.
c) Todas as bolinhas estão em equilíbrio térmico.
d) Estão e não estão em equilíbrio térmico.
e) A lei zero da termodinâmica não se aplica nesse caso
a) Estão em equilíbrio térmico.
b) Não estão em equilíbrio térmico.
c) Todas as bolinhas estão em equilíbrio térmico.
d) Estão e não estão em equilíbrio térmico.
e) A lei zero da termodinâmica não se aplica nesse caso
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que o enunciado tá falando e o que a gente vai usar aqui.
Temos quatro bolinhas: A, B, C e D.
Temos quatro bolinhas: A, B, C e D.
- A está em equilíbrio térmico com C.
- B está em equilíbrio térmico com D.
- Mas A e B não estão em equilíbrio térmico.
O conteúdo da matéria é a Lei Zero da Termodinâmica, que diz basicamente: “se dois corpos estão cada um em equilíbrio térmico com um terceiro, então eles estão em equilíbrio térmico entre si”. Pra resolver, a gente precisa entender que “equilíbrio térmico” significa “mesma temperatura” e que essa relação de igualdade de temperatura é, por assim dizer, “transitiva”.
Passo 2
Primeiro, vamos traduzir equilíbrio térmico em matemática de forma simples. Se A e C estão em equilíbrio térmico, isso quer dizer:
Ou seja, a temperatura de A (
) é igual à temperatura de C (
).
Passo 3
Do mesmo jeitinho, B e D em equilíbrio térmico significa:
Passo 4
Mas o enunciado já deixou claro que A e B não estão em equilíbrio térmico, ou seja:
Passo 5
Agora junta tudo:
- Como
, então a temperatura de C é a mesma de A. - Como
, então a temperatura de D é a mesma de B. - E já sabemos que
.
Logo:
ou seja,
. Isso significa que C e D não estão em equilíbrio térmico.
Resposta
b) Não estão em equilíbrio térmico.