i) Qual a diferença entre um processo adiabático reversível e um irreversível?

Passo 1

O enunciado pergunta qual a diferença entre um processo adiabático reversível e um irreversível. O conteúdo aqui é Termodinâmica – em particular a 1ª Lei e o conceito de entropia – e vamos precisar das definições de processo adiabático, reversibilidade e geração de entropia interna.

Passo 2

Definimos processo adiabático como aquele em que não há troca de calor com o meio externo, ou seja,
de<a Q = 0
Na 1ª Lei, de<a Q = 0 implica que toda variação de energia interna dU vem de trabalho:
dU = de<a W

Passo 3

Um processo reversível é aquele que ocorre por uma sucessão de estados de equilíbrio infinitesimalmente próximos e sem dissipações (atrito, turbulência, gradientes finitos). Nesses casos, não há produção interna de entropia ( sigma=0), logo a variação total de entropia é
De<a S = integral de<a QrevT + sigma = 0 + 0 = 0

Passo 4

Um processo irreversível não se dá por estados de equilíbrio e envolve dissipações internas (como atrito ou choques rápidos), gerando entropia interna positiva ( sigma>0). Mesmo sendo adiabático ( de<a Q=0), a entropia varia como
De<a S = sigma > 0

Resposta

Num processo adiabático reversível não há troca de calor nem geração interna de entropia, de modo que De<a S=0 (é isentrópico). Num processo adiabático irreversível também não há calor trocado ( de<a Q=0), mas há geração interna de entropia, portanto De<a S>0.

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