Exercícios Resolvidos de Variação da Entropia de um Gás Ideal

UFPE, Física 2, 2º EE - 2015.2, Questão T1

Um gás pode ir do estado A   ao estado B através de dois processos diferentes denotados por “processo1” e “processo 2" na figura ao lado. Compare a variação de energia interna ( E ), o trabalho realizado pelo gás ( W ), o calor recebido pelo gás ( Q ) e a variação de entropia ( S ) do gás nesses dois processos. Para isso, preencha as lacunas abaixo com uma das quatro opções: [ = ] (igual); [ < ] (menor que); [ > ] (maior que); ou [ x ]. Onde o símbolo [ x ] deve ser usado se não houver dados suficientes para fazer uma comparação entre as grandezas em questão nos dois processos.

E 1       E 2     ;       W 1       W 2       ;     Q 1       Q 2     ;       S 1       S 2

Passo 1

Primeiro vamos analisar a variação de energia em ambos os processos:

Como a energia interna é uma função de estado, o caminho percorrido não importa, apenas os pontos inicial e final. Assim:

E 1 = E 2

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

O trabalho, porém, é determinado pelo caminho. Como a área sob a curva do processo 1 é maior do que a área do processo 2, podemos concluir que:

W 1 > W 2

Passo 3

E o calor? Basta usar:

E = Q - W Q = E + W

Como E é o mesmo paara os dois, o que vai ser determinante na relação acima será o trabalho. Assim, como W 1 > W 2 :

Q 1 > Q 2

Passo 4

E a entropia? Bom, a entropia, assim como a energia interna, também é uma função de estado. Assim:

S 1 = S 2

Resposta

E 1 = E 2     ;       W 1 >   W 2       ;     Q 1 > Q 2     ;       S 1 = S 2

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