Reflita e responda verdadeiro (V) ou falso (F), justificando as respostas falsas:
a) ( ) Processos adiabáticos ocorrem comumente na natureza;
b) ( ) Temperatura é uma grandeza física que mede a energia cinética média de cada grau de liberdade de cada uma das partículas de um sistema em equilíbrio térmico;
c) ( ) O equilíbrio térmico é definido quando todas as partes de um sistema ou todos os sistemas, tenham a mesma temperatura; não há qualquer calor sendo trocado entre as partes ou sistemas mesmo quando separados por fronteiras diatérmicas (que permitem a troca de calor);
d) ( ) A constante específica de um gás, denotada por
, é a mesma para todos os gases;
e) ( ) O volume específico de um gás é o recíproco da densidade;
f) ( ) O zero absoluto, correspondente a 0 K , seria a temperatura de menor energia possível;
g) ( ) As leis da termodinâmica afirmam que o zero absoluto pode ser alcançado.
a) ( ) Processos adiabáticos ocorrem comumente na natureza;
b) ( ) Temperatura é uma grandeza física que mede a energia cinética média de cada grau de liberdade de cada uma das partículas de um sistema em equilíbrio térmico;
c) ( ) O equilíbrio térmico é definido quando todas as partes de um sistema ou todos os sistemas, tenham a mesma temperatura; não há qualquer calor sendo trocado entre as partes ou sistemas mesmo quando separados por fronteiras diatérmicas (que permitem a troca de calor);
d) ( ) A constante específica de um gás, denotada por
e) ( ) O volume específico de um gás é o recíproco da densidade;
f) ( ) O zero absoluto, correspondente a 0 K , seria a temperatura de menor energia possível;
g) ( ) As leis da termodinâmica afirmam que o zero absoluto pode ser alcançado.
Passo 1
O enunciado nos pede para classificar cada afirmação como verdadeira (V) ou falsa (F) numa questão de termodinâmica básica, envolvendo processos adiabáticos, definição de temperatura e equilíbrio térmico, propriedades de gases ideais, volume específico e as implicações do zero absoluto.
Passo 2
Afirmação (a): “Processos adiabáticos ocorrem comumente na natureza.”
Um processo adiabático é aquele em que não há troca de calor com o meio externo. Para ser estritamente adiabático seria necessário isolamento perfeitamente térmico, o que quase nunca existe na natureza; no máximo temos aproximações (como compressões rápidas). Logo, processos perfeitamente adiabáticos são muito raros.
Portanto, a) é FALSA.
Um processo adiabático é aquele em que não há troca de calor com o meio externo. Para ser estritamente adiabático seria necessário isolamento perfeitamente térmico, o que quase nunca existe na natureza; no máximo temos aproximações (como compressões rápidas). Logo, processos perfeitamente adiabáticos são muito raros.
Portanto, a) é FALSA.
Passo 3
Afirmação (b): “Temperatura é uma grandeza física que mede a energia cinética média de cada grau de liberdade de cada uma das partículas de um sistema em equilíbrio térmico.”
Isso é exatamente o que a teoria cinética dos gases (equipartição de energia) estabelece:
Isso é exatamente o que a teoria cinética dos gases (equipartição de energia) estabelece:
Logo, b) é VERDADEIRA.
Afirmação (c): “O equilíbrio térmico é definido quando todas as partes de um sistema ou todos os sistemas tenham a mesma temperatura; não há qualquer calor sendo trocado entre as partes ou sistemas mesmo quando separados por fronteiras diatérmicas (que permitem a troca de calor).”
No equilíbrio térmico não existe fluxo de calor líquido justamente porque as temperaturas são iguais, mesmo através de paredes diatérmicas (que permitiriam troca caso houvesse diferença).
Logo, c) é VERDADEIRA.
No equilíbrio térmico não existe fluxo de calor líquido justamente porque as temperaturas são iguais, mesmo através de paredes diatérmicas (que permitiriam troca caso houvesse diferença).
Logo, c) é VERDADEIRA.
Passo 4
Afirmação (d): “A constante específica de um gás, denotada por
, é a mesma para todos os gases.”
Existe a constante universal dos gases, , que vale aproximadamente
. Já a constante específica
de um gás ideal é
Existe a constante universal dos gases,
onde
é a massa molar do gás. Como
varia de gás para gás,
também varia.
Portanto, d) é FALSA.
Portanto, d) é FALSA.
Afirmação (e): “O volume específico de um gás é o recíproco da densidade.”
Por definição, volume específico é o volume por unidade de massa, isto é,
Por definição, volume específico
e densidade é
. Logo,
Portanto, e) é VERDADEIRA.
Passo 5
Afirmação (f): “O zero absoluto, correspondente a
K, seria a temperatura de menor energia possível.”
No zero kelvin a energia térmica cinética atômica atinge o mínimo possível (energia de ponto zero), e não existe temperatura abaixo de K.
Logo, f) é VERDADEIRA.
No zero kelvin a energia térmica cinética atômica atinge o mínimo possível (energia de ponto zero), e não existe temperatura abaixo de
Logo, f) é VERDADEIRA.
Afirmação (g): “As leis da termodinâmica afirmam que o zero absoluto pode ser alcançado.”
Pelo enunciado do terceiro princípio da termodinâmica (ou terceira lei), é impossível reduzir um sistema ao zero absoluto em um número finito de passos. Portanto, o zero absoluto não pode ser alcançado.
Logo, g) é FALSA.
Pelo enunciado do terceiro princípio da termodinâmica (ou terceira lei), é impossível reduzir um sistema ao zero absoluto em um número finito de passos. Portanto, o zero absoluto não pode ser alcançado.
Logo, g) é FALSA.
Resposta
a) F – Processos estritamente adiabáticos exigem isolamento perfeito, raro na natureza.
b) V
c) V
d) F – A constante específica depende da massa molar do gás.
e) V
f) V
g) F – A terceira lei da termodinâmica proíbe alcançar K.
b) V
c) V
d) F – A constante específica
e) V
f) V
g) F – A terceira lei da termodinâmica proíbe alcançar