Exercícios Resolvidos de Variação da Entropia de um Gás Ideal

UFRJ, Física 2, P2 - 2018.2, Questão 5

Dentro de um calorímetro, uma certa quantidade de água quente, a 90 , é misturada com outra quantidade de água, a temperatura ambiente de 27 . Após algum tempo o sistema atinge o equilíbrio térmico. Seja S 1 a variação da entropia da porção de água quente, S 2 a variação da entropia da porção de água a temperatura ambiente e S U a variação da entropia do universo. Podemos afirmar que:

  1. S 1 < 0 , S 2 > 0 ,   S U > 0
  2. S 1 > 0 , S 2 < 0 ,   S U > 0
  3. S 2 < S 1 ,   S U > 0
  4. S 1 < 0 , S 2 > 0 ,   S U < 0
  5. S 1 = - S 2 ,   S U = 0

Passo 1

Vamos lá pessoal, uma questão puramente teórica para analisarmos a variação de entropia.

A água quente terá uma entropia S 1 < 0 , pois ela perderá calor.

Já a água a temperatura ambiente irá receber calor, logo S 2 > 0 .

O valor da Entropia do universo tem que ser maior que 0, ou seja, S 1 + S 2 > 0 . Isso por que esse é um processo irreversível e pela segunda lei da termodinâmica a entropia de um sistema fechado (no nosso caso o universo) aumenta em um processo irreversível.

Então:

S 1 + S 2 = S U > 0

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Resposta

Letra A.

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