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 (
) 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.