Q19

Acerca da propriedade entropia, analise as afirmativas a seguir.

I–A variação da entropia de um sistema fechado é a mesma para todos os processos entre dois estados especificados.
II–A entropia de uma quantidade fixa de um gás perfeito aumenta em toda compressão isotérmica.
III–Um corolário da segunda lei da termodinâmica estabelece que a variação de entropia de um sistema fechado deve ser maior que zero ou igual a zero.

Está correto o que se afirma em
(A) I, apenas.
(B) II, apenas.
(C) I e II, apenas.
(D) I e III, apenas.
(E) I, II e III.

Ver Solução


  • Andre

    Galera, a questão que vocês estão em dúvida é a seguinte:

    Um ambiente fechado pode SIM passar energia, já o isolado (só reparar na definição dele: ISOLADO), não passa nem matéria nem energia! Assim, em um ambiente fechado, onde energia pode ser recebida ou rejeitada, cedida, para processos irreversíveis ou reversíveis a entropia pode ser MENOR QUE 0, pois, de acordo com a fórmula para reversiveis: dS = dQ/t , se dQ for menor que 0 ( o sistema está cedendo calor), a variação de entropia será negativa.

    Já irreversíveis, para a variação de entropia ser menor que 0, a parcela de transferência de calor deve ser mais negativa que a entropia gerada (por atrito, diferença finita de temperatura, etc).

    Então, a sacada dessa 3 questão, é reparar que o sistema é FECHADO, ou seja, pode ceder calor, então, a afirmativa eh falsa!!!!

  • GSA

    Sistema ABERTO: troca matéria e energia com o ambiente (ex: balde de água)
    Sistema FECHADO: troca apenas energia com o sistema (ex: garrafa fechada)Sistema ISOLADO ou de contorno ADIABÁTICO: Não realiza trocas com o ambiente.

  • Helena_coimbra

    que chatice! Não sei pq meus textos ficam zuados…

    o final é que v2 é menor que v1, então o delta S só pode ser menor que zero

    A afirmativa III está errada pq para um sistema fechado a variação de entropia pode ser menor, maior ou igual a zero.

    Num sistema isolado é que a variação de entropia só pode aumentar (principio do aumento de entropia).

  • Helena_coimbra

    Bom, segue como eu fiz…

    I) correta : Uma vez que a entropia é uma propriedade, a variação de entropia de um sistema que evolui de um estado para outro é a mesma para todos os processos entre estes dois estados.

    II) Errada: dQ/T = dS

    S –> Entropia
    T –> Temperatura

    Da primeira lei da termodinâmica : dQ – dW = d(Ec) + d(Ep) +dU

    Q –> calor
    W –> trabalho
    Ec –> Energia cinetica
    Ep –> Energia potencial
    U –> Energia interna

    Considerando Ec e Ep = zero temos que dQ = dU + dW

    dW = pdV (p = pressão, v = volume)

    dQ = dU + pdV = TdS

    —> dU = Cv.dT
    —> p = RT/v

    Cv.dT + (RT/v).dV = TdS, dividindo por T chegamos em  (Cv/T)dT + (R/v). dV = dS

    Integrando:

    Cv. ln(T2/T1) + R. ln (v2/v1) = Delta (S)

    Como T2 = T1 ( processo isotermico), o primeiro termo da equação é zero

    Além disso, como se trata de uma compressão v2<v1, portanto delta S < 0

    III) Errado: (Ver Cap 6 do Moran & Shapiro -  princípios de termodinâmica para engenharia)

    Para sistemas FECHADOS a variação de entropia pode ser maior, menor ou igual a zero
    Para sistemas ISOLADOS a variação de entropia é maior ou igual a zero (Princípio de aumento de entropia)

  • engri

    Aa, procurei a doidado esta definição e diferença entre sist fechado e isolado…
    Vc pode me indicar +/- onde tá isso…capítulo e tals..
    Valeu!!

  • Thiago Ormonde

    I – “CORRETA”

    S2 – S1 = integral cíclica (definida de 1 a 2) dQ/T para processos reversíveis em um sistema fechado tem sempre o mesmo valor, não importa o processo! 

    II – “ERRADA”

    Eq. de delta S para gás ideal: delta S = (integral definida de T1 a T2) CP dT/T – R.ln(p2/p1)

    se é isotérmica, depois da integração o 1º termo se torna zero! Restando apenas:

    delta S = – R.ln(p2/p1) (como p2 > p1, teremos um neperiano de nº positivo) ou seja o valor de delta S = (-)

    III – “ERRADA”

    Está errada, pois depende do sistema. Se este sistema possuir um valor de geração de entropia (sigma), inferior em módulo ao valor da integral cíclica de dQ/T (que é negativa para ciclo irreversível), esta variação de entropia será NEGATIVA!

  • Aa

    Andrea, um sistema fechado não quer dizer que não tenha troca de calor!!! Reveja este conceito no Van Wylen!

  • Angelomelilo

    O corolário se chama DESIGUALDADE DE CLAUSIUS e no final das contas diz:

    ” a integral cíclica do calor divido pela temperatura absoluta sópode resultar negativo ou nulo, isto é;
    integral ciclica de dQ/T  (definicao de entropia)  <= 0  (6.1-9)
    Onde a expressão (6.1-9) é a desigualdade de Clausius válida para qualquermáquina térmica que opere segundo um ciclo termodinâmico.

  • João

    Pela segunda lei da termo, a GERAÇÃO de entropia ou é zero ou é maior que zero, SEMPRE.

    A variação de entropia pode ser zero, maior q zero ou menos q zero dependendo do sistema.
    Para uma sistema fechado é como já disseram anteriormente, a variação de entropia pode ser negativa pois como o sistema é fechado, pode ainda haver transferencia de calor atraves de sua fronteira.

  • Chemicalengineer Fabiano

    Mas yuri, existem somentes duas formas de aumentar entropia em um sistema: ou fazendo percorrer um ciclo irreverssivel ou fornecendo calor ao meio, então se é isotermica não tem fornecimento de calor , e  a questão não fala nada sobre isotermico reversivel ou irreversivel…..como saber agora? rs foda essa prestadora de concurso…se estuda tanto pra fazer a prova ainda tem que ficar preocupados se a questão esta correta ou errada no gabarito….abraço

  • Chemicalengineer Fabiano

    Na verdade cara isso funciona para sistema isolado e não fechado. porque se o sistema dor fechado a transporte de energia o que nao passa pela superficie de controle é somente massa mas energia passa sim. Dessa forma podemos escrever para u sistema ISOLADO: Ssist + Smeio maior ou igual a 0 como a entropia do meio é igual a zero pois não tem passagem de energia pela superficie, ficamos com: Ssit maior igual a zero

  • Chemicalengineer Fabiano

    logico que a entropia variação de entropia seria a mesma em um sistema isolado e não fechado…no sistema fechado se tem trasferencia de energia pela superficie de controle, sendo assim nao concordo com a resposta

  • Chemicalengineer Fabiano

    logico que a entropia variação de entropia seria a mesma em um sistema isolado e não fechado…no sistema fechado se tem trasferencia de energia pela superficie de controle, sendo assim nao concordo com a resposta

  • Jrog

    No Van Wylen tem a seguinte relação:

    Delat S liquido = Delta S sistema + Delta S meio = Delta S gerado >= 0

    Se o sistema é ISOLADO, Delta S meio = 0 e portanto, Delta S sistema >=0. No entanto a afirmativa diz sistema fechado, o que não impede que haja trocas de energia com o meio e desse modo pode haver sim redução da entropia do sistema.

    Pessoalmente, acho melhor estudar termo por um livro específico de termodinâmica. O Halliday não aborda da mesma forma os aspectos teóricos.

  • Luiz Henrique

    Pelo Halliday a definição é essa: Se um processo ocorre em um sistema fechado, a entropia do sistema aumenta para processos irreversíveis e permanece constante para processos reversíveis. A entropia nunca diminui.

    Quando fiz essa questão aqui em casa marquei que a 1 e a 3 estavam corretas, e até agora não concordo com a 3 falsa, se alguém puder colocar outra explicação ficaria grato.

    Abraço

  • Luiz Henrique

    Pelo Halliday a definição é essa: Se um processo ocorre em um sistema fechado, a entropia do sistema aumenta para processos irreversíveis e permanece constante para processos reversíveis. A entropia nunca diminui.

    Quando fiz essa questão aqui em casa marquei que a 1 e a 3 estavam corretas, e até agora não concordo com a 3 falsa, se alguém puder colocar outra explicação ficaria grato.

    Abraço

  • KTR

    Também de acordo com o Vitor. Estaria correto se estivesse falando de um sistema isolado e não de um sistema fechado.

  • Jrog

    É assim:

    s: entropia.
    p: pressao.
    R: constante dos gases perfeitos.

    s2-s1=-R*ln(p2/p1) para processos isotérmicos.

    Numa compressão p2>p1, logo a entropia diminui, II é falsa.

  • Yuri

    E o gabarito está errado, o certo é B

  • Yuri

    A segunda lei da termodinâmica é para sistemas isolados, e não fechados

  • Victor Zoch

    Alguém saberia pq a II está Falsa?

  • Caiovive

    Concordo com O Victor

  • Sdfas

    acho que nao kra… acho que o vitor ta certo

  • Sdfas

    acho que nao kra… acho que o vitor ta certo

  • Victor

    Cara, na realidade em um sistema fechado há, sim, trocas de energia. A afirmativa estaria certa se ela se referisse a sistema fechado + ambiente.

    Espero ter ajudado!

  • RodrigoCogliatti

    Amigo, acho que o erro da III é afirmar que isso é um corolario. Leia esse paragrafo:

    O termo ”sem nenhuma outra consequência” indica que o sistema deve restabelecer o estado original, ou seja, o processo deve ser reversível e portanto está se falando de processos cíclicos e a formulação de Kelvin poderia ser enunciada assim: não há nenhuma máquina térmica operando ciclicamente capaz de remover calor de um reservatório e convertê-lo integralmente em trabalho. Desse enunciado segue o seguinte corolário, conhecido como teorema de Carnot: nenhuma máquina térmica que opere entre duas fontes diferentes de calor pode ter rendimento superior ao de uma máquina de Carnot.

    Esse é o verdadeiro corolario da segunda lei.

    Abraços
    Rodrigo

  • Andre Silveira

    Alguém sabe por que a afirmativa III está incorreta?

    De acordo com a 2 Lei da Termodinâmica, a variação em um sistema fechado ( onde não há troca de calor) não pode ser negativa. Quando temos um processo reversível, a variação da entropia = 0. E quando temos um processo irreversível, a variação da entropia > 0.

    Alguém poderia me explicar????

    Obrigado!!!