Segunda Lei da Termodinâmica
Assinale a alternativa correta:
Num processo de expansão livre de um gás ideal isolado do ambiente:
- A energia interna do gás aumenta e a entropia fica a mesma.
- A energia interna e a entropia do gás ficam as mesmas.
- A energia interna do gás diminui e a entropia fica a mesma.
- A energia interna e a entropia do gás aumentam.
- A energia interna do gás fica a mesma e a entropia aumenta.
- A energia interna do gás diminui e a entropia aumenta.
- A energia interna e a entropia do gás diminuem.
Passo 1
Numa expansão livre de um gás, não há realização de trabalho e nem há troca de calor. Então, a variação de energia interna é nula:
Passo 2
Bom, por causa disso, podemos escolher um processo auxiliar pra calcular a variação de entropia. Hã? Como assim?
Bem, como a entropia é uma função de estado, podemos calcular a variação de entropia por qualquer “caminho”, como costumamos fazer com a energia interna. Assim, podemos escolher um processo reversível entre os pontos finais e inicias pra calcular isso.
Bom, como a variação de energia interna é nula, qual processo você usaria?
Um processo isotérmico!!!!
Afinal, num processo isotérmico:
Passo 3
Beleza, então vamos usar um processo isotérmico. Num processo isotérmico, a variação de energia interna é nula, assim:
Então:
Usando a equação geral dos gases:
Então:
Pronto! Bom, como o volume final é maior que o inicial, temos que:
E:
Então:
e)
Resposta
e)