QUESTÃO 1(1,0) - Conceitue sistema, fronteira, vizinhança e processo, e suas classificações, conforme explanação em sala de aula.

Passo 1

O enunciado pede para definirmos quatro conceitos fundamentais em termodinâmica — sistema, fronteira, vizinhança e processo — e apresentarmos as classificações de cada um, conforme visto em sala. Vamos usar as definições básicas da disciplina e listar as categorias de cada conceito.

Passo 2

Sistema é a porção do universo que escolhemos para estudar. Tudo que interage diretamente com o sistema fica fora dele e faz parte da vizinhança. Classificações de sistema:
  • Aberto: troca massa e energia com a vizinhança.
  • Fechado: troca apenas energia (calor e trabalho), não troca massa.
  • Isolado: não troca nem massa nem energia com a vizinhança.

Passo 3

Fronteira é a superfície (real ou imaginária) que separa sistema e vizinhança. Pode ter as seguintes classificações:
  • Real ou material: existe fisicamente, por exemplo a parede de um cilindro.
  • Imaginária: não há barreira física, usamos apenas um contorno para análise.
  • Fixa: não se move nem muda de forma.
  • Móvel: varia de posição ou de forma ao longo do processo (por exemplo, pistão deslizando).

Passo 4

Vizinhança (ou arredores) é tudo que está fora do sistema mas pode interagir com ele através da fronteira. Inclui reservatórios de calor, de trabalho e fontes de massa. Não costuma receber classificações próprias além de “reservatório” ou “ambiente”.

Passo 5

Processo é toda transformação que leva o sistema de um estado de equilíbrio inicial a um estado de equilíbrio final. Classificações de processo:
  • Quanto ao balanço de massa e energia:
    \bullet Isotérmico (temperatura constante)
    \bullet Isobárico (pressão constante)
    \bullet Isocórico (volume constante)
    \bullet Adiabático (sem troca de calor)
    \bullet Politrópico (segue relação p\,v^n=\text{constante})
  • Quanto à reversibilidade:
    \bullet Reversível (pode ser invertido sem produção de entropia)
    \bullet Irreversível (há dissipação, fricção, atrito, geração de entropia)
  • Quanto ao ciclo:
    \bullet Cíclico (retorna ao estado inicial)
    \bullet Não cíclico (não retorna ao estado inicial)
  • Quanto à velocidade de mudança de estado:
    \bullet Quasiestático (próximo ao equilíbrio em cada passo)
    \bullet Não quasiestático (mudança rápida, fora do equilíbrio)

Resposta

As definições e classificações estão nos passos acima.

Exercícios relacionados