Se um sistema recebe uma certa quantidade de calor e realiza um trabalho de mesma intensidade, sua energia interna permanecerá constante, resultando em uma variação de temperatura nula. Certo ou errado?

Questão

Se um sistema recebe uma certa quantidade de calor e realiza um trabalho de mesma intensidade, sua energia interna permanecerá constante, resultando em uma variação de temperatura nula. Certo ou errado?

Alternativas

Certo

Errado

92%

Explicação

Pela 1ª Lei da Termodinâmica, a variação da energia interna é

ΔU=QW,\Delta U = Q - W,

onde QQ é o calor recebido pelo sistema e WW é o trabalho realizado pelo sistema.

Se o sistema recebe calor e realiza trabalho de mesma intensidade, então Q=WQ=W e, portanto,

ΔU=QW=0.\Delta U = Q - W = 0.

Até aqui, a afirmação de que a energia interna permanece constante (isto é, ΔU=0\Delta U=0) está correta.

O erro está em concluir que isso implica necessariamente “variação de temperatura nula”. Em geral, a energia interna pode depender de outras variáveis além da temperatura (por exemplo, em gases reais, mudanças de fase, interações intermoleculares etc.). Assim, pode ocorrer ΔU=0\Delta U=0 sem que ΔT=0\Delta T=0.

A implicação ΔU=0ΔT=0\Delta U=0 \Rightarrow \Delta T=0 só é garantida em casos específicos, como no gás ideal, em que UU depende apenas de TT.

Logo, a afirmação como regra geral está errada.

Alternativa correta: (B).

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