ITA 2021: Um recipiente isolado é dividido em duas partes

ITA 2021: Um recipiente isolado é dividido em duas partes. A região A, com volume VA, contém um gás ideal a uma temperatura TA. Na região B, com volume VB = 2VA, faz-se vácuo.

Ao abrir um pequeno orifício entre as regiões, o gás da região A começa a ocupar a região B.

Considerando que não há troca de calor entre o gás e o recipiente, a temperatura de equilíbrio final do sistema é

a) TA/3

b) TA/2

c) TA.

d) 2TA

e) 3TA.

QUESTÃO ANTERIOR:

- ITA 2021: Um recipiente, de secção de área constante e igual a A, é preenchido por uma coluna de líquido de densidade ρ e altura H. Sobre o líquido encontra-se um pistão de massa M, que pode se deslocar verticalmente livre de atrito.

RESOLUÇÃO (Cursos Objetivo):

Na abertura do orifício, entre as duas regiões, o gás passará para o recipiente vazio, expandindo-se livremente. Este processo é adiabático, uma vez que o sistema está termicamente isolado, e nenhum trabalho τ externo é realizado sobre ele, porque as paredes dos recipientes são rígidas.

Portanto, o calor trocado com o ambiente é nulo (Q = 0), τ = 0 e, pela primeira lei da Termodinâmica, as energias internas, antes e depois da abertura do orifício, são iguais (Uantes = Udepois) e, consequentemente, as temperaturas são iguais (TA = TB).