Questão 3
Ainda não respondida
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Considere as seguintes afirmações:

I- Se dois corpos A e B estão separadamente em equilíbrio térmico com um terceiro corpo C, então A e B estão em equilíbrio térmico entre si.
II- A entropia de um sistema termicamente isolado sempre aumenta.
III-É impossível um sistema operar de modo que o único efeito resultante seja a transferência de energia na forma de calor, de um corpo frio para um corpo quente.
IV- Nenhum processo é possível onde o único resultado é a absorção de calor de um reservatório e sua conversão completa em trabalho.
V- A energia total transferida para um sistema é igual à variação de sua energia interna.
Quais destas estão relacionadas à Segunda Lei da Termodinâmica?
Escolha uma opção:
a. III e IV
b. I, II e II
c. II e V
d. Apenas II
e. Todas
  • Gabarito PSub
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Passo 1

O enunciado apresenta cinco afirmações numeradas de I a V sobre diferentes aspectos das leis da termodinâmica e pede para identificar quais delas estão relacionadas à Segunda Lei da Termodinâmica. Vamos, passo a passo, comparar cada afirmação com os enunciados clássicos da Segunda Lei (Clausius, Kelvin–Planck e a variação de entropia em sistemas isolados) para escolher a alternativa correta.

Passo 2

Analisando a afirmação I: “Se dois corpos A e B estão separadamente em equilíbrio térmico com um terceiro corpo C, então A e B estão em equilíbrio térmico entre si.”
Essa é exatamente a Lei Zero da Termodinâmica, que trata de equilíbrio térmico e define a temperatura. Portanto, não pertence à Segunda Lei.

Passo 3

Analisando a afirmação II: “A entropia de um sistema termicamente isolado sempre aumenta.”
A Segunda Lei estabelece que, para um sistema isolado, a entropia não diminui, podendo permanecer constante em processos reversíveis e aumentando em processos irreversíveis. Dizer que ela “sempre aumenta” é uma versão exagerada (ela cresce ou permanece constante), mas a ideia de crescimento de entropia em isolados é consequência direta da Segunda Lei. Contudo, como enunciada sem esse detalhe de “permanece constante”, ela não está perfeitamente formulada.

Passo 4

Analisando a afirmação III: “É impossível um sistema operar de modo que o único efeito resultante seja a transferência de energia na forma de calor, de um corpo frio para um corpo quente.”
Essa é a forma de Clausius da Segunda Lei da Termodinâmica. Logo, III está relacionada à Segunda Lei.

Passo 5

Analisando a afirmação IV: “Nenhum processo é possível onde o único resultado é a absorção de calor de um reservatório e sua conversão completa em trabalho.”
Essa é a forma de Kelvin–Planck da Segunda Lei. Logo, IV também está relacionada à Segunda Lei.

Passo 6

Analisando a afirmação V: “A energia total transferida para um sistema é igual à variação de sua energia interna.”
Isso equivale ao Princípio da Conservação de Energia, ou Primeira Lei da Termodinâmica, não pertencendo à Segunda Lei.

Passo 7

Das cinco afirmações, apenas III (Clausius) e IV (Kelvin–Planck) são enunciados clássicos da Segunda Lei. As demais ou referem-se a outras leis (I e V) ou estão mal formuladas (II).

Resposta

a. III e IV

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