Considere um sistema isolado formado por um sistema fechado e suas vizinhanças. Diga se as seguintes frases são verdadeiras ou falsas e explique suas respostas:
É impossível que dentro do sistema isolado ocorram processos nos quais aumente simultaneamente a entropia do sistema fechado e a das vizinhanças.
É impossível que dentro do sistema isolado ocorram processos nos quais aumente simultaneamente a entropia do sistema fechado e a das vizinhanças.
Passo 1
Beleza, o enunciado fala de um sistema isolado que é composto por duas “partes”: um sistema fechado (vamos chamar de S) e suas vizinhanças (V). A afirmação que queremos analisar é:
É impossível que dentro do sistema isolado ocorram processos nos quais aumente simultaneamente a entropia do sistema fechado e a das vizinhanças.
O conteúdo que vamos usar é a Segunda Lei da Termodinâmica pra sistemas isolados e a definição de entropia. Para resolver, só precisamos lembrar que num sistema isolado a entropia total nunca diminui, ou seja,
Passo 2
Segundo a Segunda Lei, num sistema isolado vale sempre
Isso quer dizer que a soma das variações de entropia das partes não pode ser negativa. Mas isso não diz nada de forma direta sobre cada parte, só que a soma tem que dar ≥ 0. Ou seja, tanto
quanto
podem ser positivos, desde que a soma também seja positiva.
Passo 3
Agora, será que existe algum impedimento teórico para ter
ao mesmo tempo?
Imagina dois processos independentes dentro do isolado:
Imagina dois processos independentes dentro do isolado:
- No sistema S rola uma expansão irreversível ou atrito interno que gera entropia, logo
. - Nas vizinhanças V acontece outro processo irreversível (por exemplo, mistura de gases ou atrito em outro componente), gerando também entropia, logo
.
Como são processos internos diferentes, não há troca de energia que obrigue a entropia de um cair quando a do outro sobe. O único requisito é que, somando, dê
, o que já está garantido se cada um aumentar.
Resposta
Falsa. É perfeitamente possível que, em partes distintas de um sistema isolado, ocorram processos irreversíveis que gerem simultaneamente aumento de entropia tanto no sistema fechado quanto nas vizinhanças.