Qual das seguintes situações representa melhor o equilíbrio térmico?
(A) -
um pedaço de metal quente colocado em um balde de água fria
(B) -
um carro em movimento acelerando para uma velocidade constante
(C) -
uma vela acesa com chama constante
(D) -
uma bola rolando sobre o chão e gradualmente diminuindo de velocidade
(E) -
uma xícara de café esfriando em uma mesa
Explicação
Equilíbrio térmico ocorre quando duas ou mais substâncias ou objetos possuem a mesma temperatura e não há transferência líquida de calor entre eles. na situação da vela acesa, a chama queima a uma taxa constante, liberando calor no ambiente. entretanto, a vela também perde calor para o ar mais frio ao redor. no equilíbrio térmico, a taxa de ganho de calor é igual à taxa de perda de calor, resultando em uma temperatura constante.
Análise das alternativas
As demais alternativas não representam equilíbrio térmico:
- (a): o metal quente transfere calor para a água fria, mas não há equilíbrio térmico enquanto houver diferença de temperatura.
- (b): o carro acelera, indicando um desequilíbrio de forças e uma mudança na velocidade.
- (d): a bola rolante perde energia para o atrito e desacelera, indicando um desequilíbrio de forças e uma mudança na velocidade.
- (e): o café esfria porque perde calor para o ambiente, indicando um desequilíbrio de temperatura.
Conclusão
O equilíbrio térmico é um conceito importante na termodinâmica e é essencial para entender como o calor flui entre objetos e sistemas.