Qual das situações abaixo é um exemplo de equilíbrio termodinâmico?
Dica
- Lembre-se que o equilíbrio termodinâmico é um estado de equilíbrio macroscópico, ou seja, as propriedades físicas e químicas do sistema permanecem constantes ao longo do tempo.
- Um sistema em equilíbrio termodinâmico não pode estar em desequilíbrio térmico, químico ou mecânico.
- O equilíbrio termodinâmico é um estado de mínima energia livre.
Explicação
Equilíbrio termodinâmico é o estado em que um sistema não sofre nenhuma mudança macroscópica, ou seja, suas propriedades físicas e químicas permanecem constantes ao longo do tempo.
No exemplo do copo d'água em temperatura ambiente, a água está em equilíbrio térmico com o ambiente, ou seja, não há transferência de calor entre o copo e o ambiente. Além disso, a água está em equilíbrio químico, ou seja, não há nenhuma reação química ocorrendo. Por fim, a água está em equilíbrio mecânico, ou seja, não há nenhuma força externa atuando sobre ela.
Análise das alternativas
As demais alternativas não são exemplos de equilíbrio termodinâmico:
- (A): Uma pedra em repouso no chão está em equilíbrio mecânico, mas não em equilíbrio térmico nem químico.
- (C): Uma fogueira queimando não está em equilíbrio termodinâmico porque há uma reação química ocorrendo e há transferência de calor para o ambiente.
- (D): Um carro em movimento não está em equilíbrio termodinâmico porque há força externa atuando sobre ele (o motor do carro).
- (E): Uma pessoa respirando não está em equilíbrio termodinâmico porque há troca de gases com o ambiente.
Conclusão
O equilíbrio termodinâmico é um conceito fundamental na Física e na Química. Ele é encontrado em muitos sistemas naturais e artificiais, e é essencial para a vida na Terra.