Exercícios Resolvidos de Variação da Entropia e Segunda Lei da Termodinâmica

Origem do Exercício

Marque a alternativa errada.

a) A entropia de um sistema pode variar mesmo se não houver troca de calor. Para isso, basta que ocorra um processo irreversível.

b) Um refrigerador é representado por um ciclo anti-horário no diagrama P x V , ou seja, ele recebe trabalho e perde calor.

c) Se não houver troca de calor, a temperatura do sistema é constante.

d) 1 k g de água em equilíbrio no estado sólido tem menos entropia que 1 k g   de água em equilíbrio no estado líquido.

e) A máquina de Carnot não consegue converter todo o calor recebido pela fonte quente em trabalho.

Passo 1

Vamos analisar uma por uma:

a)Verdade, basta você pensar no caso da expansão livre: o sistema é adiabático, mas ocorre um aumento da entropia, já que o gás se expande.

b)Exato! Correta! Afinal de contas, o refrigerador “gasta” essa energia ao “retirar” o calor presente no ambiente, que é justamente esse calor que ele “perde”.

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Passo 2

c) Falsa: basta pensar no caso da transformação adiabática:

∆ U = Q - W

Q = 0

Então:

∆ U = - W

Se:

W > 0 → ∆ U < 0

∆ U = n c v ∆ T → ∆ T < 0

Ou seja, a temperatura varia na transformação adiabática, onde não há troca de calor.

Passo 3

d) Verdade, de uma forma geral, quanto maior for a liberdade de deslocamento que as partículas possuem, maior será a entropia de um sistema. Assim, como as moléculas de um líquido podem se mover com maior liberdade do que as de um sólido, o líquido possui uma maior entropia.

e)Verdade. Apesar de a máquina de Carnot possuir a maior eficiência de todas, ela ainda assim não é de 100 % .

Resposta

c)

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