Atividade diagnóstica (Conceitos de Termodinâmica)

Em dias quentes é comum as pessoas afirmarem que estão com calor. Essa afirmação não está cientificamente correta, embora no dia a dia é largamente utilizado e aceitável. Nesse contexto, é importante distinguir entre temperatura e calor. Considerando essa distinção, qual das seguintes afirmações é correta?

• A temperatura é a quantidade de calor contida em um objeto, enquanto o calor é a medida da agitação molecular.

• A temperatura e o calor são dois termos intercambiáveis que descrevem a mesma propriedade física.

• A temperatura é a medida da agitação das moléculas de uma substância, enquanto o calor é a quantidade de energia térmica transferida entre dois corpos.

O equilíbrio térmico é um conceito fundamental na termodinâmica e descreve uma situação em que dois ou mais corpos em contato térmico alcançam uma temperatura comum.

Qual das seguintes afirmações melhor descreve o equilíbrio térmico?

• No equilíbrio térmico, dois corpos têm temperaturas diferentes e estão isolados um do outro.

• No equilíbrio térmico, dois corpos têm a mesma temperatura e não há transferência líquida de calor entre eles.

• No equilíbrio térmico, a temperatura de um corpo está em constante mudança, enquanto a temperatura do outro corpo permanece constante.

O equilíbrio térmico e o equilíbrio termodinâmico são conceitos fundamentais na termodinâmica, mas cada um descreve uma situação diferente.

Qual é a diferença entre equilíbrio térmico e equilíbrio termodinâmico?

• No equilíbrio térmico, dois ou mais corpos têm a mesma temperatura, enquanto no equilíbrio termodinâmico, dois ou mais sistemas estão em contato térmico e têm a mesma pressão e mesma temperatura.

• No equilíbrio térmico, dois ou mais corpos têm a mesma temperatura, enquanto no equilíbrio termodinâmico, dois ou mais sistemas estão em contato térmico e têm a mesma temperatura.

• No equilíbrio térmico, a energia térmica total de um sistema é constante, enquanto no equilíbrio termodinâmico, a energia interna total de um sistema é constante.

A Lei Zero da Termodinâmica estabelece um princípio fundamental sobre a temperatura e a noção de equilíbrio térmico.

Qual das seguintes afirmações melhor descreve a Lei Zero da Termodinâmica?

• Quando dois sistemas estão em equilíbrio térmico com um terceiro sistema, eles também estão em equilíbrio térmico entre si.

• Quando dois corpos estão em equilíbrio térmico, suas temperaturas são as mesmas, independentemente de suas massas e capacidades térmicas.

• Quando dois corpos estão em equilíbrio térmico, a quantidade total de energia térmica transferida entre eles é constante, independentemente de suas temperaturas.

Em termodinâmica, um processo quase estático é aquele que ocorre muito lentamente, de modo que o sistema permanece próximo ao equilíbrio termodinâmico em todos os momentos.

Durante uma expansão isotérmica de um gás ideal, é realizado um processo quase estático. Como esse processo quase estático se relaciona com os processos reversíveis?

• Um processo quase estático é sempre irreversível, mas nem todo processo irreversível é reversível.

• Um processo reversível é necessariamente quase estático, mas nem todo processo quase estático é reversível.

• Um processo quase estático é sempre irreversível, e todo processo irreversível é quase estático.

Os processos termodinâmicos podem ser classificados como reversíveis ou irreversíveis, dependendo da capacidade de restaurar completamente o sistema e o ambiente ao seu estado inicial sem causar mudanças líquidas no ambiente.

Entre os seguintes processos, qual é um exemplo de processo termodinâmico reversível?

• A expansão lenta e gradual de um gás confinado em um cilindro, enquanto mantém uma diferença mínima de temperatura com o ambiente circundante.

• O resfriamento de uma xícara de café quente, onde o calor é transferido para o ambiente circundante.

• A compressão rápida de um gás em um cilindro com atrito, resultando em aumento significativo de temperatura.

Em termodinâmica, um reservatório térmico é um sistema que pode fornecer ou absorver uma quantidade infinita de calor sem que sua temperatura varie.

Qual das seguintes afirmações melhor descreve um reservatório térmico?

• Um reservatório térmico é um sistema que pode fornecer ou absorver uma quantidade infinita de calor sem que sua temperatura varie.

• Um reservatório térmico é um sistema que não pode trocar calor com o ambiente.

• Um reservatório térmico é um sistema que mantém sua temperatura constante independentemente da quantidade de calor transferida.

Uma transformação isotérmica ocorre quando a temperatura de um sistema permanece constante durante o processo. Durante uma transformação isotérmica de um gás ideal, qual das seguintes afirmações é verdadeira?

• A pressão e o volume do gás permanecem constantes.

• A temperatura e o volume do gás permanecem constantes.

• A pressão do gás diminui enquanto seu volume aumenta.

Uma transformação isobárica ocorre quando a pressão do sistema permanece constante durante o processo.

Durante uma transformação isobárica, como a temperatura de um gás ideal se relaciona com o volume?

• A temperatura e o volume do gás são inversamente proporcionais.

• A temperatura e o volume do gás são diretamente proporcionais.

• A temperatura do gás aumenta à medida que o volume diminui.

Uma transformação adiabática ocorre quando nenhum calor é trocado entre o sistema e o ambiente durante o processo.

Durante uma transformação adiabática de um gás ideal, qual das seguintes afirmações é verdadeira?

• Não há troca de calor entre o gás e o ambiente durante a transformação.

• O volume do gás permanece constante.

• A pressão do gás permanece constante.