Exercícios Resolvidos de Variação da Entropia e Segunda Lei da Termodinâmica

UFRJ, Física 2, PF - 2017.2, Questão 2

Considere as seguintes afirmativas:

I. Toda a energia cinética de um objeto é transformada em calor;

II. Um refrigerador remove 100 J de calor dos alimentos em seu interior, usando apenas 75 J de energia elétrica;

III. Uma máquina térmica realiza 25 J de trabalho rejeitando apenas 10 J de calor para o reservatório frio;

Quais delas violam a 2a Lei da Termodinâmica?

(a) Apenas a afirmativa I viola a 2ª Lei.

(b) Apenas a afirmativa II viola a 2ª Lei.

(c) As afirmativas I e II violam a 2ª Lei.

(d) Todas as alternativas violam a 2ª Lei .

(e) Nenhuma das alternativas viola a 2ª Lei.

Passo 1

Vamos analisar todas as alternativas!

I. Toda a energia cinética de um objeto é transformada em calor;

Segundo a 2ᵃ lei da termodinâmica, sempre há perda de energia que se transforma em calor. Então um objeto inicialmente em movimento que para devido a uma força de amortecimento ou atrito, por exemplo, tem toda sua energia cinética transformada em calor. Afirmativa verdadeira!

II. Um refrigerador remove 100 J de calor dos alimentos em seu interior, usando apenas 75 J de energia elétrica;

Segundo a 2ᵃ lei da termodinâmica, não existem máquinas térmicas ou refrigeradores perfeitos. Então um refrigerador que retira 100 J de calor dos alimentos deve realizar um trabalho pra isso, e rejeitar no reservatório quente um calor de:

Q Q = Q F + W

Q Q = 100 + 75

Q Q = 175   J

De modo que a afirmativa não viola a 2ᵃ lei da termodinâmica.

III. Uma máquina térmica realiza 25 J de trabalho rejeitando apenas 10 J de calor para o reservatório frio;

Essa é parecida com a II!

Q Q = Q F + W

Q Q = 10 + 25

Q Q = 35   J

De modo que a afirmativa III também não viola a 2ᵃ Lei.

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Resposta

Letra E.

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