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

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) 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:
De

Passo 5

Agora, vamos calcular a variação de entropia do universo para os dois processos.
A variação de entropia do universo ( De) é a soma da variação de entropia do sistema ( De 0 ) e a variação de entropia dos arredores ( ).
Para processos reversíveis:
Para processos irreversíveis:

Passo 6

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

Resposta

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

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