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,
Na 1ª Lei,
implica que toda variação de energia interna
vem de trabalho:
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 (
), logo a variação total de entropia é
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 (
). Mesmo sendo adiabático (
), a entropia varia como
Resposta
Num processo adiabático reversível não há troca de calor nem geração interna de entropia, de modo que
(é isentrópico). Num processo adiabático irreversível também não há calor trocado (
), mas há geração interna de entropia, portanto
.