Um processo reversível em um sistema isolado pode ser espontâneo? Explique.
Passo 1
Então, a gente tem uma pergunta sobre termodinâmica: “Um processo reversível em um sistema isolado pode ser espontâneo?” Pra resolver isso, vamos precisar entender o que são processos reversíveis, o que é um sistema isolado e o que significa um processo ser espontâneo. Vamos usar conceitos de entropia e a segunda lei da termodinâmica.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre sistema isolado. É um sistema que não troca nem matéria nem energia com o ambiente. Isso significa que, dentro desse sistema, a energia total permanece constante.
Passo 3
Agora, processo reversível é aquele que pode ser invertido sem deixar nenhuma alteração no sistema e na sua vizinhança. Em outras palavras, se a gente inverter as condições do processo, ele retorna exatamente ao estado inicial, sem nenhuma perda de energia.
Passo 4
Quanto ao termo processo espontâneo, ele se refere a um processo que ocorre por si só, sem a necessidade de trabalho externo. Na termodinâmica, um processo espontâneo em um sistema isolado está sempre associado a um aumento na entropia do sistema, de acordo com a segunda lei da termodinâmica.
Passo 5
A segunda lei da termodinâmica nos diz que, em um sistema isolado, a entropia total nunca diminui; ela sempre aumenta ou, no melhor dos casos, permanece constante. Um processo reversível ocorre quando a entropia permanece constante.
Passo 6
Então, se a entropia não aumenta nem diminui num processo reversível, mas para que um processo seja espontâneo em um sistema isolado a entropia deve aumentar, temos uma contradição. Ou seja, um processo reversível não gera aumento de entropia, que é necessário para ser espontâneo.
Resposta
Não, um processo reversível em um sistema isolado não pode ser espontâneo, porque para ser espontâneo em um sistema isolado a entropia deve aumentar, enquanto um processo reversível mantém a entropia constante.