Qual dos seguintes exemplos representa um sistema em equilíbrio termodinâmico?
(A) -
Uma panela de água fervente com bolhas subindo.
(B) -
Um cubo de gelo derretendo em um copo de água.
(C) -
Um carro em movimento.
(D) -
Um copo de água fria no meio de um dia quente.
(E) -
Uma lâmpada acesa em uma sala escura.
Explicação
Equilíbrio termodinâmico é o estado de um sistema no qual suas propriedades macroscópicas (como temperatura, pressão e volume) não mudam ao longo do tempo. No exemplo do copo de água fria no meio de um dia quente, a temperatura da água e a temperatura do ambiente tendem a se igualar. O sistema buscará atingir um equilíbrio onde a troca de calor entre a água e o ambiente seja nula.
Análise das alternativas
- (A): Uma panela de água fervente com bolhas subindo não está em equilíbrio termodinâmico, pois a temperatura da água está aumentando e há uma troca de calor com o ambiente.
- (B): Um cubo de gelo derretendo em um copo de água também não está em equilíbrio termodinâmico, pois a temperatura do gelo está aumentando e há uma troca de calor com o ambiente.
- (C): Um carro em movimento não está em equilíbrio termodinâmico, pois há movimento e troca de energia com o ambiente.
- (E): Uma lâmpada acesa em uma sala escura não está em equilíbrio termodinâmico, pois há produção de calor e luz, e troca de energia com o ambiente.
Conclusão
O equilíbrio termodinâmico é um conceito importante na física e na engenharia e é encontrado em vários sistemas naturais e artificiais. A compreensão desse conceito é essencial para entender como os sistemas funcionam e como a energia é transferida e transformada.