Um bloco volta à sua posição inicial, depois de se mover dissipando energia por atrito. Por que este processo não é termicamente reversível? Explique com base na
Lei da Termodinâmica.
Passo 1
Vamos entender o problema: temos um bloco que se move e depois retorna à posição inicial, mas durante esse movimento, ele dissipa energia devido ao atrito. O conteúdo envolvido aqui é a Termodinâmica, especificamente a Segunda Lei da Termodinâmica. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos como reversibilidade térmica e entropia.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o que significa um processo ser termicamente reversível. Um processo reversível é aquele que pode ser invertido sem deixar mudanças no ambiente, ou seja, tudo pode voltar exatamente ao estado inicial sem perdas. Na prática, isso é mais uma idealização, porque sempre há algum tipo de dissipação de energia, como o atrito.
Passo 3
Agora, sobre o atrito: quando o bloco se move e há atrito, parte da energia mecânica do movimento é convertida em energia térmica (calor). Essa conversão aumenta a entropia do sistema e do ambiente. A entropia é uma medida da desordem, e a Segunda Lei da Termodinâmica nos diz que a entropia total do universo sempre aumenta em processos espontâneos.
Passo 4
Como a energia é dissipada como calor e a entropia aumenta, o processo não pode ser simplesmente invertido. Não dá para recuperar toda a energia dissipada de volta ao movimento original sem deixar rastros de aumento de entropia.
Resposta
Esse processo não é termicamente reversível porque a dissipação de energia por atrito aumenta a entropia, conforme a Segunda Lei da Termodinâmica, impedindo que o processo aconteça de forma reversível sem perdas.
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.
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© O quanto calor é descartado pela máquina por ciclo?
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, com
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