Qual das seguintes situações não representa um sistema em equilíbrio termodinâmico?
(A) -
uma xícara de café quente colocada em uma mesa.
(B) -
a água de uma lagoa em um dia calmo.
(C) -
um cubo de gelo derretendo em um copo d'água.
(D) -
um livro sobre uma mesa.
(E) -
o ar dentro de um pneu.
Dica
- lembre-se de que um sistema em equilíbrio não apresenta alterações em suas propriedades ao longo do tempo.
- considere os processos de transferência de calor e mudanças de fase ao analisar o equilíbrio termodinâmico.
- observe os sistemas ao seu redor para identificar aqueles que estão em equilíbrio e aqueles que não estão.
Explicação
Um sistema em equilíbrio termodinâmico é aquele que não apresenta alterações em suas propriedades ao longo do tempo. no caso de um cubo de gelo derretendo em um copo d'água, o sistema está em desequilíbrio pois o gelo está mudando de fase (de sólido para líquido), o que altera a temperatura, a densidade e outras propriedades do sistema.
Análise das alternativas
As demais alternativas representam sistemas em equilíbrio termodinâmico:
- (a): uma xícara de café quente colocada em uma mesa: o café esfria gradualmente, mas atinge um equilíbrio onde a perda de calor para o ambiente é igual ao ganho de calor da mesa.
- (b): a água de uma lagoa em um dia calmo: a água não está se movendo ou mudando de temperatura, portanto, está em equilíbrio.
- (d): um livro sobre uma mesa: o livro não está se movendo ou mudando de temperatura, portanto, está em equilíbrio.
- (e): o ar dentro de um pneu: o ar está em equilíbrio, pois não está se movendo ou mudando de temperatura de forma significativa.
Conclusão
O equilíbrio termodinâmico é um conceito importante na compreensão de diversos fenômenos naturais e tecnológicos. é essencial para manter a estabilidade e a funcionalidade de muitos sistemas, incluindo nosso planeta terra.