Qual das seguintes situações melhor representa o conceito de equilíbrio térmico?

Equilíbrio térmico ocorre quando dois ou mais objetos ou sistemas têm a mesma temperatura e não há transferência líquida de calor entre eles. Na alternativa (D), as duas xícaras de chá com temperaturas diferentes são colocadas lado a lado e, com o tempo, o calor fluirá da xícara mais quente para a mais fria até que ambas as xícaras atinjam a mesma temperatura, estabelecendo o equilíbrio térmico.

As outras alternativas não representam equilíbrio térmico:

• (A): Gelo derretendo em um copo d'água envolve uma mudança de estado (de sólido para líquido) e não equilíbrio térmico.
• (B): Água fervendo em uma panela envolve uma transferência contínua de calor da fonte de calor para a água, o que não é equilíbrio térmico.
• (C): Calor sendo transferido do sol para a Terra é um exemplo de transferência de calor unilateral, não equilíbrio térmico.
• (E): Uma pessoa tomando banho em uma banheira de água morna envolve um equilíbrio dinâmico entre a perda de calor do corpo e a absorção de calor da água, não é equilíbrio térmico perfeito.

Compreender o equilíbrio térmico é crucial para entender os processos de transferência de calor em vários sistemas físicos e biológicos. Nosso exemplo de duas xícaras de chá ilustra claramente o conceito de equilíbrio, onde dois objetos com temperaturas diferentes alcançam a mesma temperatura, interrompendo a transferência líquida de calor.