Classifique os seguintes processos de um sistema fechado como possível, impossível ou indeterminado.
& Variação de entropia & Transferência de entropia & Geração de entropia | |||
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c) | 0 |
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Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para classificarmos um processo num sistema fechado como possível, impossível ou indeterminado, baseado em três aspectos: a variação de entropia, a transferência de entropia e a geração de entropia. Vamos precisar entender um pouco sobre a segunda lei da termodinâmica e como a entropia funciona nesses processos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que entropia é uma medida da desordem de um sistema. Na termodinâmica, a segunda lei nos diz que a entropia total de um sistema isolado sempre aumenta ou permanece constante; ela nunca diminui. Em um sistema fechado, podemos ter transferência de entropia (como calor entrando ou saindo) e geração de entropia (devido a processos irreversíveis).
Passo 3
No enunciado, temos:
- Variação de entropia (
) igual a 0. - Transferência de entropia (
) maior que 0. - Geração de entropia (
) não especificada.
A relação entre essas quantidades é dada por:
Passo 4
Sabendo que
e
, podemos reorganizar a equação:
Isso nos diz que a geração de entropia seria negativa (
).
Passo 5
Mas, segundo a segunda lei da termodinâmica, a geração de entropia nunca pode ser negativa em processos reais, porque isso implicaria uma diminuição na desordem sem compensação, o que é impossível.
Passo 6
Como chegamos a uma geração de entropia negativa, que vai contra a segunda lei, podemos concluir que esse processo é impossível.
Resposta
O processo é impossível.