(Princípios de Química, Atkins) Identifique os seguintes sistemas como abertos, fechados ou isolados:
a) café em uma garrafa térmica de ótima qualidade;
b) líquido refrigerante na serpentina de uma geladeira;
c) um calorímetro de bomba no qual benzeno é queimado;
d) gasolina queimando em um motor de automóvel;
e) mercúrio em um termômetro;
f) uma planta viva.
Resolução
Antes de analisar os sistemas mencionados, é essencial lembrar que, na termodinâmica, um sistema representa uma região de interesse capaz de interagir com o ambiente externo, trocando matéria e/ou energia. Um sistema aberto tem a capacidade de trocar matéria e energia com as vizinhanças, enquanto um sistema fechado só pode trocar energia. Por fim, um sistema isolado não pode trocar nem matéria nem energia com o ambiente.
a) As garrafas térmicas de café são exemplos de sistemas isolados, pois possuem paredes térmicas que impedem a troca de matéria e energia com o ambiente externo.
b) O líquido refrigerante na serpentina de uma geladeira é classificado como um sistema fechado, pois não há troca de matéria durante seu ciclo de compressão, condensação, expansão e evaporação.
c) Um calorímetro é um sistema isolado, pois seu recipiente termicamente isolado impede a troca de calor com o ambiente externo.
d) A queima da gasolina em um motor automotivo é um sistema aberto, pois envolve trocas de matéria (entrada de gasolina e saída de gases de escape) e energia (liberação de calor) com o ambiente externo.
e) Um termômetro de mercúrio é considerado um sistema fechado, pois não há troca de mercúrio com o ambiente externo, embora ocorra troca de energia na forma de calor.
f) As plantas vivas estão constantemente envolvidas em trocas de matéria e energia com o ambiente, o que as classifica como sistemas abertos. Durante a fotossíntese, capturam energia solar para converter dióxido de carbono e água em glicose e oxigênio.
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