Qual das seguintes situações ilustra melhor o conceito de equilíbrio termodinâmico?
(A) -
um pedaço de gelo derretendo em um copo d'água quente.
(B) -
uma pedra que cai do topo de um prédio.
(C) -
um ventilador que é ligado e desliga periodicamente.
(D) -
uma pessoa correndo em uma esteira.
(E) -
um carro que acelera em uma estrada.
Explicação
Equilíbrio termodinâmico é um estado em que as propriedades de um sistema (como temperatura, volume e pressão) não mudam ao longo do tempo. no caso da pedra caindo, ela atinge seu equilíbrio termodinâmico quando não está mais acelerando ou desacelerando. isso ocorre porque a força gravitacional que atua sobre a pedra é equilibrada pela resistência do ar.
Análise das alternativas
- (a): o gelo derretendo está passando por uma mudança de fase, o que não é um estado de equilíbrio termodinâmico.
- (b): a pedra caindo atingirá seu equilíbrio termodinâmico quando não estiver mais acelerando ou desacelerando.
- (c): o ventilador ligado e desligado periodicamente não está em equilíbrio termodinâmico, pois suas propriedades estão mudando ao longo do tempo.
- (d): a pessoa correndo na esteira não está em equilíbrio termodinâmico, pois está fornecendo energia para o sistema (a esteira e seu próprio corpo).
- (e): o carro acelerando não está em equilíbrio termodinâmico, pois está aumentando sua velocidade e, portanto, sua energia cinética.
Conclusão
Equilíbrio termodinâmico é um conceito importante para entender muitos fenômenos naturais e tecnológicos. compreender esse conceito ajuda os alunos a desenvolver uma compreensão mais profunda do mundo físico.