Dois blocos
e
estão inicialmente às temperaturas
e
respectivamente. Os blocos estão isolado dentro de uma caixa e são colocados em contato até atingir o equilíbrio térmico. Determine a variação de entropia do sistema nesse processo. As massas dos blocos são respectivamente
kg e
kg ; os calores específicos correspondentes são
e
.
Passo 1
O enunciado dá dois blocos
e
inicialmente em
e
, com massas
,
e calores específicos
,
. Eles trocam calor até o equilíbrio térmico dentro de um sistema isolado. O objetivo é calcular a variação de entropia total usando conservação de energia para achar a temperatura final e depois aplicar
.
Passo 2
Em regime reversível e isolado, não há trabalho e a energia trocada entre os blocos soma zero. Logo,
Desse modo,
Passo 3
Para cada bloco a variação de entropia é
No bloco
:
Passo 4
No bloco
:
Passo 5
Somando as duas contribuições:
O resultado positivo confirma a segunda lei da termodinâmica.