22a) Determine a variação de entropia do sistema nos dois processos. Resp:
22b) Determine a variação de entropia do universo para os dois processos comparando-os. Resp:

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de termodinâmica juntos! A gente vai calcular a variação de entropia tanto do sistema quanto do universo em dois processos diferentes. Para isso, vamos precisar entender algumas fórmulas básicas de entropia e como aplicá-las em processos termodinâmicos.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é entropia. Entropia é uma medida da desordem de um sistema. Quando um sistema sofre uma transformação, a entropia pode aumentar ou diminuir. Para processos reversíveis, a variação de entropia do universo é zero, e para processos irreversíveis, a entropia aumenta.

Passo 3

Vamos começar com a variação de entropia do sistema para os dois processos.
A fórmula básica para a variação de entropia ( ) de um gás ideal durante uma expansão ou compressão isotérmica (temperatura constante) é:
Onde:
  • é o número de mols,
  • é a constante dos gases ideais,
  • é o volume final,
  • é o volume inicial.

Passo 4

Aplicando essa fórmula aos dois processos:
  • Processo 1 e 1: Ambos usam a mesma variação de entropia do sistema, então:

Passo 5

Agora, vamos calcular a variação de entropia do universo para os dois processos.
A variação de entropia do universo ( ) é a soma da variação de entropia do sistema ( ) e a variação de entropia dos arredores ( ).
Para processos reversíveis:
Para processos irreversíveis:

Passo 6

Aplicando isso aos dois processos:
  • Processo reversível ( ):
  • Processo irreversível ( ):
Aqui, representa o volume total final no processo irreversível.

Resposta

A variação de entropia do sistema nos dois processos é:
E a variação de entropia do universo para os dois processos é:

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13a) a quantidade de calor Q associado ao caminho ibf. Resp: J
13b) o trabalho associado ao caminho af. Resp: 300 J
13c) a quantidade de calor Q associada ao caminho iaf. Resp: 350 J
13d) se o sistema regressa do estado final ao estado inicial segundo a diagonal do retângulo, o trabalho W e a quantidade de calor V Q associados a este caminho. Resp:
Quando uma cavidade está presente no interior de um condutor em equilíbrio
o campo elétrico no interior da cavidade deve diminuir na razão inversa do quadrado da distância a partir das paredes. o potencial na cavidade deve ser zero. o campo elétrico no interior da cavidade deve ter um valor diferente de zero constante. o campo elétrico no interior da cavidade deve ser zero.
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