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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h) |
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0 |
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para classificar um processo em um sistema fechado como possível, impossível ou indeterminado, baseado em três aspectos: variação de entropia, transferência de entropia e geração de entropia. Para resolver isso, vamos usar a segunda lei da termodinâmica, que nos ajuda a entender como a entropia se comporta em processos térmicos.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que cada termo significa:
- Variação de Entropia (
): É a mudança total na entropia do sistema. - Transferência de Entropia (
): Entropia que entra ou sai do sistema. - Geração de Entropia (
): Entropia criada dentro do sistema devido a processos irreversíveis.
A relação entre elas é dada por:
Além disso, a segunda lei da termodinâmica nos diz que a geração de entropia (
) é sempre maior ou igual a zero:
Passo 3
No caso do processo h), temos:
- Transferência de Entropia (
): <0 (ou seja, a entropia está saindo do sistema) - Geração de Entropia (
): 0
Vamos calcular a variação total de entropia (
):
Passo 4
Segundo a segunda lei da termodinâmica, para que um processo seja possível, a variação total de entropia do sistema deve ser maior ou igual a zero (
). No nosso cálculo, , o que significa que a entropia total está diminuindo.
Passo 5
Uma diminuição da entropia total do sistema () viola a segunda lei da termodinâmica, já que a entropia não pode diminuir em um processo natural em um sistema fechado sem intervenção externa que aumente a entropia de outro lugar.
Resposta
O processo h) é impossível.