Qual das seguintes situações ilustra melhor o conceito de equilíbrio térmico?
(A) -
uma panela de água fervente sendo desligada do fogão e resfriando gradualmente.
(B) -
uma chaleira elétrica aquecendo água fria até atingir o ponto de ebulição.
(C) -
o ar externo quente passando por uma janela aberta para um cômodo mais frio.
(D) -
um pedaço de metal sendo colocado em um forno quente e aquecendo gradativamente.
(E) -
o gelo derretendo em um copo de água à temperatura ambiente.
Explicação
Equilíbrio térmico ocorre quando dois sistemas ou objetos trocam calor até atingir a mesma temperatura. na situação descrita na alternativa (a), a panela de água fervente está inicialmente a uma temperatura mais alta que o ambiente. quando é desligada do fogão, o calor da água é transferido gradualmente para o ambiente até que ambos alcancem a mesma temperatura.
Análise das alternativas
- (b): esta situação representa aquecimento, não equilíbrio térmico.
- (c): esta situação representa transferência de calor, mas não equilíbrio térmico.
- (d): esta situação representa aquecimento, não equilíbrio térmico.
- (e): esta situação representa mudança de fase, não equilíbrio térmico.
Conclusão
O conceito de equilíbrio térmico é fundamental para entender a transferência de calor e seus efeitos no mundo ao nosso redor. é importante que os alunos compreendam que o equilíbrio térmico é um estado em que a temperatura de dois sistemas não muda mais devido à troca de calor.