. De acordo com a segunda lei da termodinâmica, o que pode acontecer com a entropia de um sistema isolado?
a) A entropia só pode aumentar.
b) A entropia só pode diminuir.
c) A entropia não pode mudar.
d) A entropia pode aumentar ou permanecer constante.
e) A entropia pode diminuir ou permanecer constante.

Passo 1

O enunciado pergunta, de acordo com a segunda lei da termodinâmica, o que pode acontecer com a entropia de um sistema isolado. Foram dadas as alternativas:
a) A entropia só pode aumentar.
b) A entropia só pode diminuir.
c) A entropia não pode mudar.
d) A entropia pode aumentar ou permanecer constante.
e) A entropia pode diminuir ou permanecer constante.

Passo 2

Vamos lembrar o que é entropia de forma bem simples e intuitiva. A entropia, indicada por \,S\,, é uma grandeza que mede o “grau de desordem” ou o número de microestados possíveis compatíveis com um estado macro. Não precisa decorar interpretações sofisticadas agora: pense que processos irreversíveis (como mistura espontânea, atrito, expansão livre) tendem a aumentar \,S\,, e processos ideais reversíveis não mudam \,S.

Passo 3

Agora uma forma prática e usada na termodinâmica: para um processo reversível a variação de entropia é
\Delta S=\int \frac{\delta Q_{\text{rev}}}{T},
onde \delta Q_{\text{rev}} é o calor trocado de forma reversível e T a temperatura (em Kelvin). Essa fórmula dá a variação de entropia quando se conhece o calor reversível trocado.

Passo 4

Aplicando ao caso de sistema isolado: por definição de sistema isolado, não há troca de calor nem trabalho com o exterior, então o calor trocado com o meio é zero. Em particular, se um processo for realizado reversivelmente dentro do sistema isolado (idealizado), então \delta Q_{\text{rev}}=0 e da fórmula vem
\Delta S=0.
Mas se houver processos irreversíveis internos (o que é o típico: atrito, mistura, expansão livre, reações espontâneas), esses geram produção interna de entropia e fazem \Delta S>0. Em termos compactos da segunda lei para sistemas isolados costuma-se escrever
\Delta S \ge 0,
com igualdade somente para processos reversíveis e desigualdade estrita para processos irreversíveis.

Passo 5

Interpretação direta das alternativas: a entropia de um sistema isolado não pode diminuir (isso violaria a segunda lei). Pode permanecer constante (caso ideal e reversível) ou aumentar (caso irreversível, que é o comum). Portanto a alternativa que corresponde exatamente a essa afirmação é a alternativa d).

Resposta

d) A entropia pode aumentar ou permanecer constante.

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