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Exercícios Resolvidos de Variação da Entropia e Segunda Lei da Termodinâmica

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Enunciado

Sejam Δ U I e Δ S I as variações da energia interna e da entropia de um mol de um gás ideal ao realizar uma expansão adiabática livre à temperatura T 0 , dobrando seu volume. Sejam Δ U I I e Δ S I I as variações da energia interna e da entropia da mesma quantidade de gás ideal ao realizar uma transformação isotérmica reversível à temperatura T 0 , também dobrando seu volume. Podemos afirmar que:

(a) Δ U I = Δ U I I = 0 ,   Δ S I = Δ S I I > 0

(b) Δ U I = Δ U I I = 0 ,   Δ S I = Δ S I I = 0

(c) Δ U I = 0 , Δ U I I > 0 ,   Δ S I = 0 ,   Δ S I I > 0

(d) Δ U I = 0 , Δ U I I = 0 ,   Δ S I > 0 ,   Δ S I I = 0

Passo 1

Fala galera, tudo bem? Vou ajudar você a resolver essa questão! Vamos lá?

Vamos primeiro analisar a situação I . Aqui temos uma expansão adiabática livre. Se é um processo adiabático, então Q = 0 . E numa expansão livre temos que esse processo é tão rápido, que não há mudança de temperatura, então temos uma variação da energia interna nula, então Δ U I = 0 . E quanto a entropia? Em uma expansão livre temos SEMPRE um aumento de entropia, pois há expansão! Sendo assim temos:

Δ U I = 0

Δ S I > 0

Passo 2

Agora o exercício trás uma transformação isotérmica reversível. Bom, se temos uma transformação à temperatura constante, isso significa que aqui também a variação da energia interna é nula Δ U I I = 0 , porém trata-se de um processo reversível. Sendo assim, a entropia é sempre constante! Então:

Δ U I I = 0

Δ S I I = 0

A resposta certa então é a alternativa (d).

Beleza?

Pronto pra próxima questão? =)

Resposta

A l t e r n a t i v a   ( d )

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