— Mãe, por que minha garrafa térmica não mantém o chá quente para sempre? — perguntou Lia enquanto tomava um…

Questão

— Mãe, por que minha garrafa térmica não mantém o chá quente para sempre? — perguntou Lia enquanto tomava um gole fresco. A mãe explicou que, na natureza, calor sempre flui de regiões mais quentes para mais frias até que as temperaturas se igualem; esse é o equilíbrio termodinâmico. Em situações cotidianas, como em máquinas térmicas, a eficiência depende do aproveitamento dessa diferença de temperatura. Se não houver gradiente térmico, não há troca líquida de calor e o sistema chega a um estado constante. Analise o texto-base e identifique qual situação exemplifica o estabelecimento de equilíbrio termodinâmico, em que não ocorre mais troca líquida de calor.

1. A) O motor do carro opera sempre a 90 °C em funcionamento em pista fria
2. B) O gelo colocado em água a 25 °C reduz sua massa ao longo do tempo
3. C) O copo de chá quente esfria até ficar à mesma temperatura do ar ambiente
4. D) O sorvete aquecido pela mão derrete rapidamente
5. E) O interior da geladeira permanece a 5 °C enquanto o ambiente está a 20 °C

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. O texto define equilíbrio termodinâmico como a situação em que o calor deixa de fluir de forma líquida, ou seja, quando não há mais diferença de temperatura entre os corpos. Passo 2: Na alternativa C, o chá quente esfria até atingir a mesma temperatura do ar ambiente. Nesse ponto não há gradiente térmico, logo não existe mais troca líquida de calor. Essa é a situação de equilíbrio descrita no texto. Passo 3: A alternativa A descreve um motor que se mantém em 90 °C. Isso é um estado estacionário, pois o motor continua trocando calor com o ambiente e produz calor constantemente, então não há equilíbrio. Passo 4: A alternativa B descreve gelo derretendo em água mais quente. Há fluxo de calor da água para o gelo enquanto a massa diminui, então o sistema ainda não atingiu equilíbrio. Passo 5: A alternativa D descreve um sorvete que derrete ao ser aquecido pela mão. O calor continua passando da mão para o sorvete, portanto ainda não há equilíbrio. Passo 6: A alternativa E descreve o interior da geladeira a 5 °C e o ambiente a 20 °C. Há diferença de temperatura, e o calor flui continuamente do ambiente para o interior, o que caracteriza um estado constante e não equilíbrio térmico. Passo 7: Conclusão: a alternativa C é a correta, de acordo com o gabarito oficial. Ela é a única em que a diferença de temperatura se anula e a troca líquida de calor cessa.

💡 Dica: Identifique quando as temperaturas se igualam e não há mais troca de calor.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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