(PETROBRAS 2010.1) Um sistema com massa igual a 100 kg é submetido a um processo no qual a sua entropia específica aumenta de
para
. Ao mesmo tempo, a entropia de sua vizinhança diminui de
para
. Com base nessas informações, conclui-se que esse processo é
a) reversível.
b) reversível e isotérmico.
c) reversível e adiabático.
d) irreversível.
e) impossível de ocorrer.
a) reversível.
b) reversível e isotérmico.
c) reversível e adiabático.
d) irreversível.
e) impossível de ocorrer.
Passo 1
Vamos começar resumindo o que a questão nos apresenta. Temos um sistema com uma massa de 100 kg onde a entropia específica (que é a entropia por unidade de massa) aumenta de
para
. Ao mesmo tempo, a entropia da vizinhança diminui de
para
. Estamos lidando com conceitos de termodinâmica, especialmente relacionados à entropia e à irreversibilidade dos processos. Para resolver, vamos calcular as mudanças de entropia e analisar se o processo é reversível ou não.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a variação total de entropia do sistema. A variação de entropia específica é de
. Para encontrar a variação total de entropia do sistema, multiplicamos essa variação pela massa:
Passo 3
Agora, vamos calcular a variação de entropia da vizinhança. A entropia diminui de
para
, então:
Passo 4
Vamos somar as variações de entropia do sistema e da vizinhança para obter a variação total de entropia no universo:
Passo 5
De acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica, para um processo ser reversível, a variação total de entropia no universo deve ser igual a zero (
). Se a variação total de entropia for maior que zero, o processo é irreversível.
Passo 6
No nosso caso,
, o que indica que o processo é irreversível. Portanto, não se encaixa nas categorias de processo reversível, isotérmico ou adiabático.
Resposta
A resposta correta é a opção d) irreversível.