Considere
mols de um gás ideal submetido a um ciclo de Carnot. Considere
o menor volume assumido pelo gás durante o ciclo e
o maior. Qual a variação total de entropia do gás?
a)
a)
Passo 1
Estamos lidando com um ciclo de Carnot para um gás ideal, onde temos $ n $ mols de gás. Durante o ciclo, o volume do gás varia entre $ V_{1} $ (menor volume) e $ V_{2} $ (maior volume). O conteúdo da matéria envolve termodinâmica, especificamente entropia em ciclos térmicos. Para resolver, vamos precisar entender o conceito de entropia em processos reversíveis e cíclicos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é entropia. Entropia é uma medida da desordem ou da quantidade de energia que não pode ser usada para realizar trabalho. Em processos termodinâmicos, a variação de entropia ($ \Delta S $) pode ser calculada usando a fórmula:
onde $ dQ_{rev} $ é a quantidade de calor trocada reversivelmente e $ T $ é a temperatura.
Passo 3
Um ciclo de Carnot é um ciclo termodinâmico reversível composto por duas transformações isotérmicas e duas adiabáticas. Por ser um ciclo completo, o sistema retorna ao estado inicial no final do ciclo.
Passo 4
Em um ciclo completo e reversível como o ciclo de Carnot, a variação total de entropia do sistema é zero. Isso ocorre porque a entropia aumentada durante uma parte do ciclo é exatamente compensada pela entropia diminuída em outra parte do ciclo.
Resposta
A variação total de entropia do gás durante o ciclo de Carnot é zero, ou seja, $ \Delta S = 0 $.
Exercícios relacionados
Uma distribuição não-uniforme de carga esfericamente simétrica produz um campo elétrico que varia ao longo do eixo radial como
, com um sentido que aponta para fora do centro da esfera. Assinale a alternativa que contém a função que descreve a distribuição radial dessas cargas e o sinal das cargas.
d) , negativo
d)
Um homem de massa m está de pé sobre uma balança portátil apoiada no piso de um elevador. Qual é o peso aparente se o elevador estiver se movimento para cima com velocidade constante?
Um disco uniforme de raio
e massa
(ou seja, com momento de inércia
) gira sem deslizar em uma superfície horizontal tendo o seu centro de massa velocidade
. Ao final da superfície horizontal há um plano inclinado sobre o qual o disco também gira sem deslizar. Determine a maior altura
atingida pelo disco.
a)
a)
Uma distribuição não-uniforme de carga esfericamente simétrica produz um campo elétrico que varia ao longo do eixo radial como
, com um sentido que aponta para fora do centro da esfera. Assinale a alternativa que contém a função que descreve a distribuição radial dessas cargas e o sinal das cargas.
a) , positivo
a)