Um cubo de gelo de
a
é colocado em um lago cuja temperatura é
. Em relação a esta situação, responda os ítens a seguir: Este processo é reversível? Justifique.
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o problema está pedindo. Temos um cubo de gelo de 10 g a -8°C sendo colocado em um lago cuja temperatura é 20°C. O assunto aqui é Termodinâmica, mais especificamente sobre processos reversíveis e irreversíveis. Para resolver, precisamos entender o que torna um processo reversível e analisar se essa situação se encaixa nisso.
Passo 2
Vamos lembrar que um processo reversível é aquele que pode ser invertido sem causar alterações permanentes no sistema e no ambiente. Em outras palavras, se você consegue “desfazer” o processo sem deixar rastros, ele é reversível. No nosso caso, temos uma transferência de calor entre o gelo e a água do lago.
Passo 3
Para analisar se esse processo é reversível, precisamos considerar a segunda lei da termodinâmica, que nos diz que a entropia total do universo sempre aumenta em processos naturais. Entropia é uma medida da desordem ou aleatoriedade de um sistema. Processos reversíveis são ideais e não aumentam a entropia, mas na prática, quase tudo é irreversível porque a entropia aumenta.
Passo 4
Quando o cubo de gelo é colocado no lago, o gelo absorve calor da água, derretendo e aquecendo até atingir a temperatura de 0°C. Esse fluxo de calor do corpo mais quente (água do lago) para o mais frio (gelo) aumenta a entropia total do sistema. Além disso, essa transferência de calor não é 100% eficiente e envolve dissipação de energia, características típicas de processos irreversíveis.
Passo 5
Como o processo envolve um aumento da entropia e não ocorre de maneira idealizada (sem perdas ou dissipação), ele não pode ser simplesmente “desfeito” sem introduzir novas mudanças no sistema ou no ambiente. Portanto, esse processo não atende aos requisitos para ser considerado reversível.
Resposta
O processo não é reversível, pois envolve aumento da entropia e não pode ser invertido sem alterações no sistema ou no ambiente.