Responda o que se pede:
A energia de um sistema isolado permanece constante, porém a variação de entropia deve satisfazer (a)
; (b)
; ©
; (d)
.
A energia de um sistema isolado permanece constante, porém a variação de entropia deve satisfazer (a)
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um sistema isolado, que significa que ele não troca energia nem matéria com o ambiente externo. Ele diz que a energia desse sistema permanece constante, mas a variação da entropia precisa satisfazer uma das opções dadas:
(a) ;
(b) ;
© ;
(d) .
(a)
(b)
©
(d)
Vamos usar os conceitos de Termodinâmica, especificamente a Segunda Lei da Termodinâmica, para entender qual dessas opções está correta.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar o que é entropia. Entropia é uma medida da desordem de um sistema. A Segunda Lei da Termodinâmica nos diz que, em um sistema isolado, a entropia total nunca diminui; ela pode permanecer constante ou aumentar.
Matematicamente, para um sistema isolado:
Isso significa que a variação da entropia (
) pode ser igual a zero ou maior que zero, mas nunca negativa.
Passo 3
Vamos analisar as opções:
(a)
;
(b) ;
© ;
(d) .
(b)
©
(d)
Como vimos, para um sistema isolado, a variação da entropia deve ser maior ou igual a zero. Ou seja, as opções que afirmam que
é igual a zero ou maior que zero estão corretas.
Passo 4
Observando as opções, percebemos que:
- A opção (a) diz que
, o que está correto em casos onde o processo é reversível. - A opção (b) diz que
, o que está correto para processos irreversíveis. - A opção © repete a opção (a),
. - A opção (d) diz que
, o que não está correto, pois a entropia não pode diminuir em um sistema isolado.
Resposta
A variação de entropia em um sistema isolado deve satisfazer
. Portanto, as opções corretas são (a)
e (b)
.