(
pontos) Julgue as alternativas a seguir em verdadeiras
ou falsas
, justificando.
a) ( ) Em um processo irreversível cíclico, o sistema e a vizinhança não podem ser restaurados aos seus estados iniciais.
b) ( ) É possível dizer se um processo é reversível ou irreversível em um sistema de paredes rígidas, impermeáveis e adiabáticas avaliando a variação de entropia desse sistema.
c) ( ) Em um processo irreversível num sistema fechado, a entropia do sistema tem que aumentar para a variação de entropia do universo ser positiva.
d) ( ) Se um sistema realiza um processo a T e P constantes, a energia livre de Gibbs do sistema fica constante quando o sistema alcança o estado de equilíbrio.
e) ( ) De acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica, pode-se, para alguns processos, converter
da energia na forma de calor em energia na forma de trabalho.
a) ( ) Em um processo irreversível cíclico, o sistema e a vizinhança não podem ser restaurados aos seus estados iniciais.
b) ( ) É possível dizer se um processo é reversível ou irreversível em um sistema de paredes rígidas, impermeáveis e adiabáticas avaliando a variação de entropia desse sistema.
c) ( ) Em um processo irreversível num sistema fechado, a entropia do sistema tem que aumentar para a variação de entropia do universo ser positiva.
d) ( ) Se um sistema realiza um processo a T e P constantes, a energia livre de Gibbs do sistema fica constante quando o sistema alcança o estado de equilíbrio.
e) ( ) De acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica, pode-se, para alguns processos, converter
Passo 1
O enunciado pede para julgarmos cinco afirmações sobre processos termodinâmicos em sistemas fechados ou cíclicos, indicando se são verdadeiras (V) ou falsas (F) e justificando. Vamos usar conceitos da Segunda Lei da Termodinâmica, entropia, energia livre de Gibbs e enunciado de Kelvin–Planck.
Passo 2
a) “Em um processo irreversível cíclico, o sistema e a vizinhança não podem ser restaurados aos seus estados iniciais.”
Um ciclo leva sempre o sistema de volta ao estado inicial. Se for irreversível, haverá geração de entropia na vizinhança e não é possível restaurar ambos simultaneamente sem outros efeitos. Logo, só o sistema retorna; a vizinhança fica afetada. Portanto a afirmação é verdadeira.
Um ciclo leva sempre o sistema de volta ao estado inicial. Se for irreversível, haverá geração de entropia na vizinhança e não é possível restaurar ambos simultaneamente sem outros efeitos. Logo, só o sistema retorna; a vizinhança fica afetada. Portanto a afirmação é verdadeira.
Passo 3
b) “É possível dizer se um processo é reversível ou irreversível em um sistema de paredes rígidas, impermeáveis e adiabáticas avaliando a variação de entropia desse sistema.”
Paredes rígidas, impermeáveis e adiabáticas caracterizam sistema isolado: não há troca de massa nem calor. Nesse caso
Paredes rígidas, impermeáveis e adiabáticas caracterizam sistema isolado: não há troca de massa nem calor. Nesse caso
Se
, o processo é reversível; se
, é irreversível. Logo, podemos julgar a reversibilidade pelo sinal de
. A afirmação é verdadeira.
Passo 4
c) “Em um processo irreversível num sistema fechado, a entropia do sistema tem que aumentar para a variação de entropia do universo ser positiva.”
Em geral para processo irreversível , mas isso não obriga
; a entropia do sistema pode até diminuir se a vizinhança ganhar mais entropia (por troca de calor). Não é obrigatório que
aumente. A afirmação é falsa.
Em geral para processo irreversível
Passo 5
d) “Se um sistema realiza um processo a T e P constantes, a energia livre de Gibbs do sistema fica constante quando o sistema alcança o estado de equilíbrio.”
A condição de equilíbrio a constantes é
A condição de equilíbrio a
e durante o processo espontâneo
. Assim, ao atingir o equilíbrio,
deixa de cair e passa a se manter constante. A afirmação é verdadeira.
Passo 6
e) “De acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica, pode-se, para alguns processos, converter 100 % da energia na forma de calor em energia na forma de trabalho.”
O enunciado de Kelvin–Planck da Segunda Lei proíbe um dispositivo cíclico que converta integralmente calor em trabalho sem outras mudanças no ambiente. Portanto, a afirmação é falsa.
O enunciado de Kelvin–Planck da Segunda Lei proíbe um dispositivo cíclico que converta integralmente calor em trabalho sem outras mudanças no ambiente. Portanto, a afirmação é falsa.
Resposta
a) V
b) V
c) F
d) V
e) F
b) V
c) F
d) V
e) F