Um recipiente, isolado, está dividido internamente em dois compartimentos, A e B , iguais. Considere ainda que a pressão do sistema A seja maior que a do sistema \mathrm{B}(\mathrm{PA}>\mathrm{PB}). Decorrido um tempo suficiente, explique o que ocorrerá com a diferença de pressão entre ambos os sistemas se a fronteira entre eles for:
Fixa.

Passo 1

O enunciado descreve um recipiente termicamente isolado, dividido em dois volumes iguais V_A=V_B, contendo gases em A e B com pressões iniciais P_A>P_B. A fronteira entre eles é fixa (isto é, não se move nem permite passagem de massa). Vamos analisar, à luz das trocas de trabalho e calor, como evolui a diferença de pressão \Delta P=P_A-P_B.

Passo 2

Fronteira fixa implica que
  1. os volumes de cada subsistema são constantes ( V_A e V_B não mudam),
  2. não há trabalho de expansão/compressão entre A e B,
  3. como o recipiente todo é isolado, também não há troca de calor com o exterior.
    Se a própria fronteira não conduz calor, então cada subsistema fica energeticamente isolado do outro.

Passo 3

Por não haver nem trabalho nem calor trocados entre A e B, em cada compartimento a energia interna U é constante. Para um gás ideal,
P\,V = N\,k\,T
e, com V e N fixos, manter U fixo implica manter T fixo, logo manter P fixo em cada lado.

Passo 4

Como nem P_A nem P_B variam ao longo do tempo, a diferença
\Delta P = P_A - P_B
permanece igual ao seu valor inicial.

Resposta

A diferença de pressão entre A e B permanece constante com o passar do tempo.

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