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

Resposta: C) TA

O sistema alcança o equilíbrio térmico quando a temperatura em ambas as regiões é igual. A temperatura final do sistema é a temperatura de equilíbrio. Nesse caso, a temperatura de equilíbrio é igual a temperatura inicial da região A, pois a região B está em vácuo e não há troca de calor entre o gás e o recipiente.

Considerando que a região B tem volume duas vezes maior que a região A e que o gás é ideal, a temperatura final do sistema é igual à temperatura inicial da região A. Logo, a resposta correta é C) TA.

Explicação: Quando o pequeno orifício é aberto, o gás da região A começa a ocupar a região B. Como a região B está em vácuo, não há resistência à expansão do gás. Dessa forma, o gás se expande até ocupar toda a região B.

Como a expansão é isentrópica (não há troca de calor com o recipiente), a temperatura do gás diminui. No entanto, como a região B tem volume duas vezes maior que a região A, a temperatura final do sistema é igual à temperatura inicial da região A.

Portanto, a temperatura de equilíbrio final do sistema é igual à temperatura inicial da região A, que é TA. Logo, a resposta correta é C) TA.