Qual dos seguintes exemplos não é uma situação de equilíbrio termodinâmico?
(A) -
um ambiente fechado com temperatura e pressão constantes.
(B) -
um corpo humano saudável que mantém sua temperatura interna em torno de 37°c.
(C) -
um experimento de equilíbrio térmico, onde dois objetos são colocados em contato e suas temperaturas eventualmente se igualam.
(D) -
uma xícara de café quente que esfria gradualmente até atingir a temperatura ambiente.
(E) -
um sistema químico que atinge uma taxa constante de reação e não há alterações nas concentrações dos reagentes e produtos.
Dica
- verifique se todas as propriedades do sistema (temperatura, pressão, concentração, etc.) permanecem constantes ao longo do tempo.
- considere se o sistema está em contato com o ambiente externo e se há troca de calor ou matéria com esse ambiente.
Explicação
O equilíbrio termodinâmico é caracterizado por um sistema que não apresenta alterações em suas propriedades ao longo do tempo. na situação descrita na alternativa (d), a xícara de café está perdendo calor para o ambiente, o que resulta em uma diminuição gradual de sua temperatura. portanto, este sistema não está em equilíbrio termodinâmico.
Análise das alternativas
As demais alternativas representam situações de equilíbrio termodinâmico:
- (a): um ambiente fechado com temperatura e pressão constantes.
- (b): um corpo humano saudável que mantém sua temperatura interna em torno de 37°c.
- (c): um experimento de equilíbrio térmico, onde dois objetos são colocados em contato e suas temperaturas eventualmente se igualam.
- (e): um sistema químico que atinge uma taxa constante de reação e não há alterações nas concentrações dos reagentes e produtos.
Conclusão
O equilíbrio termodinâmico é um conceito fundamental em química e física, que descreve sistemas que não sofrem alterações ao longo do tempo. a compreensão deste conceito é essencial para entender diversos fenômenos naturais e tecnológicos.