Enunciado

Por que a seguinte situação é impossível? Duas amostras de água – 1,00 kg a 10,0 8C e 1,00 kg a 30,0 8C – são misturadas à pressão constante dentro de um recipiente isolado. Como o recipiente é isolado, não há troca de energia por calor entre a água e o ambiente. Além disso, a quantidade de energia que sai da água quente por calor é igual à quantidade que entra na água fria por calor. Portanto, a variação da entropia do Universo é zero para esse processo.

Passo 1

Fala galera, beleza? Bora resolver o nosso exercício? Vamos lá.

O nosso exercício envolve um exemplo sobre variação de entropia e a segunda lei da termodinâmica. Para isso, vamos usar a fórmula:

∆ S = ∆ Q T

Além disso, o enunciado nos diz que:

T h = 30 º   C

T c = 10 º   C

Como nós temos uma água mais quente que a outra, quando misturamos elas, o calor liberado pela água mais quente é absorvido pela água mais gelada. Com isso, podemos definir que a quantidade de energia absorvida pela água mais fria:

∆ S c = Q T c

Da mesma forma, a quantidade de energia perdida pela água mais quente:

∆ S h = - Q T h

Com isso, podemos dizer que:

∆ S u = ∆ S c + ∆ S h

∆ S u = Q T c - Q T h

Shoow, agora, vamos comparar os valores. Sabemos que T h > T c , com isso:

1 T h < 1 T c

Q T h < Q T c

Com isso, a gente consegue dizer que

∆ S u = Q T c - Q T h

∆ S u > 0

Logo, a variação de entropia do universo é diferente de zero.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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