f) A variação de entropia pode exibir valores negativos? Positivos? Nulos? Explique.

Passo 1

O enunciado pergunta sobre os possíveis sinais da variação de entropia De<a S em um processo termodinâmico: se ela pode ser negativa, positiva ou nula. O conteúdo é termodinâmica, mais especificamente a definição de entropia e a segunda lei da termodinâmica. Para resolver, vamos usar a expressão da variação de entropia em função do calor reversível trocado e o enunciado da segunda lei.

Passo 2

A definição geral da variação de entropia de um sistema entre dois estados 1 e 2 é
De<a S = S2 - S1 = integral1^2de<a qrevT,,
onde de<a qrev é o calor infinitesimal trocado em um processo reversível e T a temperatura (em Kelvin). Além disso, a segunda lei diz que, para o universo isolado,
De<a Suniverso = De<a Ssistema + De<a Svizinhança >= 0, ç

Passo 3

Para o sistema isoladamente, se ele recebe calor reversível de<a qrev>0, então o integrando de<a qrev/T é positivo em cada estágio, o que faz De<a S>0. Logo, processos onde há absorção líquida de calor (por exemplo, aquecimento reversível) produzem De<a S>0.

Passo 4

Analogamente, se o sistema libera calor reversível de<a qrev<0, então de<a qrev/T<0 e, ao longo da integração, teremos De<a S<0. Isso ocorre em processos onde o sistema cede calor ao meio (por exemplo, resfriamento reversível).

Passo 5

Por fim, se não há troca de calor reversível líquida — por exemplo, em um processo adiabático reversível — então de<a qrev=0 em cada ponto, implicando
De<a S = 0
Note que em um processo adiabático irreversível ainda se gera entropia interna (atrito, viscosidade etc.), fazendo De<a S>0, mas aqui falamos do valor exato dado pela integral reversível.

Resposta

A variação de entropia de um sistema pode ser positiva (quando absorve calor reversível), negativa (quando libera calor reversível) ou nula (em um processo adiabático reversível).

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