Uma bola de 1,0 kg encontra-se em repouso no chão de uma sala com 2,0 m X 2,0 m X 2,0 cheia de ar nas CNTP. Qualquer volume de ar é 80% de nitrogênio (N2) e 20% oxigênio (02 ) . a. Qual é a energia térmica do ar da sala? b. Que fração de energia térmica teria de ser transferida para a bola a fim de que ela se lançasse cspontaneamen1e e atingisse uma altura de l.O m? e. Em quanto teria de diminuir a temperatura do ar para que a bola se lançasse até esta altura? d. A resposta para o item anterior é um valor tão pequeno que passa despercebido, embora este evento nunca ocorra. Por que não?

Letra b:

Uma bola de 1kg na altura y = 1m tem uma energia potencial . A bola precisaria de 9,8J da energia cinética inicial para atingir essa altura. A fração da energia térmica que deveria ser transmitida à bola é:

Letra c:

Uma mudança de temperatura corresponde a uma mudança de energia térmica . Mas . Usando isso, podemos escrever:

A temperatura ambiente diminuiria em .

Letra d:

A situação com a bola em repouso no chão e em equilíbrio térmico com o ar é uma distribuição de energia muito provável e, portanto, um estado com alta entropia. Embora a energia fosse conservada removendo energia do ar e transferindo-a para a bola, isso seria uma distribuição de energia muito improvável e, portanto, um estado de baixa entropia. A bola não será lançada espontaneamente do solo porque isso exigiria uma diminuição da entropia, violando a segunda lei da termodinâmica.