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(IME) Um sistema é composto por dois balões idênticos resistentes, porém não inquebráveis, A e B, os quais estão conectados por meio de um tubo, também resistente, no qual se encontra uma válvula, tipo torneira. Este sistema encontra-se perfeitamente isolado termicamente do universo. Inicialmente as condições do sistema são as seguintes: temperatura constante; a válvula encontra-se fechada; o balão A contém um mol de um gás ideal monoatômico; e o balão B encontra-se perfeitamente evacuado. No tempo t = 0, a torneira é aberta repentinamente, permitindo que o gás ideal se expanda em direção ao balão B por um orifício pequeno. Indique qual das alternativas abaixo é a correta.

06. (IME) Um sistema é composto por dois balões idênticos resistentes, porém não inquebráveis, A e B, os quais estão conectados por meio de um tubo, também resistente, no qual se encontra uma válvula, tipo torneira. Este sistema encontra-se perfeitamente isolado termicamente do universo. Inicialmente as condições do sistema são as seguintes: temperatura constante; a válvula encontra-se fechada; o balão A contém um mol de um gás ideal monoatômico; e o balão B encontra-se perfeitamente evacuado. No tempo t = 0, a torneira é aberta repentinamente, permitindo que o gás ideal se expanda em direção ao balão B por um orifício pequeno. Indique qual das alternativas abaixo é a correta.

  1. O balão B quebrar-se-á devido ao impacto do gás ideal, liberado bruscamente, contra sua parede.
  2. O trabalho gerado pela expansão do gás aquecerá o sistema.
  3. O gás em expansão absorverá calor da vizinhança fazendo o sistema se resfriar.
  4. O valor da variação da energia interna ΔC da expansão será igual a zero.
  5. Na expansão, a variação da energia interna ΔC do sistema será menor que zero.

Resposta: D

Resolução: Análise da situação:

O sistema é isolado termicamente, logo Q = 0.

A expansão do gás é livre, logo W = 0.

Pela primeira lei da termodinâmica:

Δ U = Q − W = 0 − 0 = 0

Conclusão: A variação da energia interna é nula.