Quando um sistema está em equilibrio térmico?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão pergunta: “Quando um sistema está em equilíbrio térmico?” Isso está no campo da Termodinâmica, especificamente falando sobre equilíbrio térmico. Para resolver, vamos precisar entender o que é equilíbrio térmico, como identificar quando ocorre e quais condições um sistema deve satisfazer para estar nesse estado.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa equilíbrio térmico. Em termos simples, um sistema está em equilíbrio térmico quando não há transferência de calor entre suas partes ou com o ambiente externo. Isso significa que todas as partes do sistema têm a mesma temperatura.

Passo 3

Para aprofundar um pouco mais, vamos falar sobre a Lei Zero da Termodinâmica, que é a base para o conceito de equilíbrio térmico. Ela afirma que se dois sistemas estão em equilíbrio térmico com um terceiro sistema, então eles estão em equilíbrio térmico entre si. Ou seja, a temperatura é a mesma em todos eles.

Passo 4

Então, quando temos um sistema em que todas as partes estão com a mesma temperatura e não há fluxo de calor acontecendo, podemos dizer que ele está em equilíbrio térmico. Isso significa que o sistema está estável e não há tendência de mudança de energia térmica dentro dele ou com o ambiente.

Passo 5

Vamos usar uma fórmula para ilustrar isso. A transferência de calor ( Q = 0 quando De) entre duas partes ocorre se há uma diferença de temperatura. Em equilíbrio térmico, essa diferença ( ) é zero:

Passo 6

Além disso, em equilíbrio térmico, outras propriedades termodinâmicas também são uniformes, como pressão e volume, dependendo do tipo de sistema. Mas a chave principal é que a temperatura é constante em todo o sistema.

Resposta

Um sistema está em equilíbrio térmico quando todas as suas partes têm a mesma temperatura, não há transferência de calor entre elas ou com o ambiente, e não há diferenças de temperatura que causem fluxo de energia térmica. Ou seja, a temperatura é uniforme em todo o sistema.

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