Quando a entropia da substância de trabalho muda por -6,4 J / K em uma máquina de Carnot:
Escolha uma opção:
A. a entropia do universo não se altera.
B. a entropia do universo muda por -6,4 J / K.
C. a entropia do universo muda por pelo menos +6,4 J / K.
D. a entropia do universo muda por +6,4 J / K.

Passo 1

Beleza, o enunciado diz: “Quando a entropia da substância de trabalho muda por -6,4 J/K em uma máquina de Carnot, o que acontece com a entropia do universo?”
Conteúdo: Termodinâmica – Entropia e Segunda Lei.
O que vamos usar: definição de entropia, máquina de Carnot como processo reversível e a regra de variação total de entropia do universo.

Passo 2

Entropia ( S) é uma grandeza que mede a “bagunça” ou dispersão de energia. Em qualquer processo reversível, quando um sistema troca calor Q a temperatura T, a variação de entropia é
De<a S = QrevT
Na máquina de Carnot cada etapa é reversível e, no total, a substância de trabalho retorna ao estado inicial num ciclo, então se considerássemos o ciclo completo teríamos De<a Ssist=0. Mas aí o enunciado fala de uma etapa em que a entropia do sistema cai -6,4 J/K.

Passo 3

A Segunda Lei diz que para qualquer processo real
De<a Suniverso = De<a Ssist + De<a Svizinhos >= 0
Mas, no caso de uma máquina de Carnot, o processo é totalmente reversível, então vale
De<a Suniverso = 0

Passo 4

Aqui a substância de trabalho perde entropia:
De<a Ssist = -6,4 J/K
Para manter De<a Suniverso=0, a vizinhança (reservatórios) deve ganhar exatamente +6,4 J/K. Somando:
De<a Ssist + De<a Svizinhos = -6,4 + 6,4 = 0

Resposta

A. a entropia do universo não se altera.

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