Você já imaginou como dois corpos em contato trocam calor até atingir a mesma temperatura? Dados ilustrativos…

Questão

Você já imaginou como dois corpos em contato trocam calor até atingir a mesma temperatura? Dados ilustrativos: em experimento, alunos aqueceram um bloco metálico a 80 °C e resfriaram outro a 20 °C. Após ficarem em contato, ambos alcançaram 50 °C, então cessou a troca de calor. Em outra atividade, uma máquina térmica converte calor em trabalho enquanto mantém diferença de temperatura entre reservatórios. Quando atinge o equilíbrio termodinâmico, não há variação espontânea de temperatura entre sistema e ambiente. Analise o texto e identifique qual definição descreve corretamente o estado de equilíbrio termodinâmico mencionado.

1. A) A interrupção do fluxo de calor apenas quando a fonte quente esgota toda a sua energia interna.
2. B) A operação de máquina térmica sem troca de calor com o ambiente para atingir eficiência máxima.
3. C) O fluxo de calor em igual intensidade em dois sentidos entre sistemas de temperaturas diferentes.
4. D) A ausência de trocas de calor entre sistemas com temperaturas iguais.
5. E) A manutenção da temperatura constante do sistema por meio de isolamento térmico total.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. O texto descreve dois corpos, a 80 °C e a 20 °C, que trocam calor até atingirem a mesma temperatura, 50 °C, quando a troca cessa. Isso mostra que o equilíbrio térmico ocorre quando não há diferença de temperatura entre os sistemas.
2. Pelo princípio zero da termodinâmica, o fluxo de calor só existe enquanto houver diferença de temperatura. Quando as temperaturas se igualam, não há variação espontânea de temperatura, que é a condição descrita no enunciado para o equilíbrio termodinâmico.
3. Portanto, a alternativa correta é a D, que define o equilíbrio como a ausência de trocas de calor entre sistemas com temperaturas iguais.
4. A alternativa A está errada, porque o fluxo de calor não se interrompe por esgotamento da fonte quente, e sim pela igualdade de temperaturas. A alternativa B está errada, pois a máquina térmica do texto opera justamente com troca de calor e diferença de temperatura entre reservatórios. A alternativa C está errada, porque o fluxo de calor ocorre em um único sentido, do corpo mais quente para o mais frio, e não em dois sentidos de igual intensidade. A alternativa E está errada, porque o equilíbrio não depende de isolamento térmico total, e a temperatura do sistema pode mudar mesmo com isolamento parcial.
5. Gabarito oficial: D, concordo com o gabarito.

💡 Dica: Leia o texto atentamente e relacione com o conceito de equilíbrio termodinâmico.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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