Para cada um dos seguintes sistemas fechados, especifique se durante o processo a entropia do sistema aumenta, diminui ou se esta informação não pode ser determinada apenas com os dados fornecidos. Justifique matematicamente as respostas.
Dióxido de carbono rejeitando calor isotermicamente.

Passo 1

Beleza, vamos com calma. O enunciado diz: “Temos dióxido de carbono (CO₂) num sistema fechado e ele rejeita calor de forma isotérmica. Queremos saber se a entropia do sistema aumenta, diminui ou se não dá pra saber só com isso.”
Conteúdo da matéria: Termodinâmica, mais especificamente a definição de entropia para um processo isotérmico reversível.
O que a gente vai precisar:
  1. A definição matemática de variação de entropia num processo reversível:
    .
  2. Sabendo que o processo é isotérmico, é constante.
  3. Entender o sinal de quando o sistema rejeita calor.

Passo 2

Teoria aplicada – definição de entropia:
  • Para um sistema fechado que passa por um processo reversível, a variação de entropia é De
  • Se o processo for isotérmico, a temperatura De não muda, então podemos tirar da integral:
Aqui é o calor absorvido pelo sistema. Se o sistema rejeita calor, isso significa que é negativo (o sistema perde energia térmica).

Passo 3

Analisando o sinal:
  • Como o CO₂ rejeita calor, temos De.
  • A temperatura está em Kelvin e é positiva.
    Logo
Isso indica que a entropia do sistema diminui.

Resposta

A entropia do sistema diminui, pois num processo isotérmico reversível em que o sistema rejeita calor ( ), a variação de entropia fica negativa.

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