Questão 40
IME 2015
| [IME-2015 / 2016 - 1 fase] |
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.
O balão B quebrar-se-á devido ao impacto do gás ideal, liberado bruscamente, contra sua parede.
O trabalho gerado pela expansão do gás aquecerá o sistema.
O gás em expansão absorverá calor da vizinhança fazendo o sistema se resfriar.
O valor da variação da energia interna ΔU da expansão será igual a zero.
Na expansão, a variação da energia interna ΔU do sistema será menor que zero.
Gabarito:
O valor da variação da energia interna ΔU da expansão será igual a zero.
Resolução:
Primeira lei da temodinâmica:
Como o sistema encontra-se isolado termicamente, Q = 0. Como não há trabalho de expansão, W = 0.
Portanto, a variação de energia interna é igual a 0