Segunda Lei da Termodinâmica
Uma certa quantidade de massa de uma substância que se vaporiza à temperatura e tem calor latente de vaporização pode ser completamente vaporizada por dois processos: (i) em contato com um reservatório térmico a temperatura ; (ii) em contato com um reservatório térmico a temperatura . Considerando-se apenas o processo de vaporização da substância nos processos (i) e (ii), pode-se afirmar que os mesmos são respectivamente:
- Reversível, reversível.
- Reversível, irreversível.
- Irreversível, reversível.
- Irreversível, irreversível.
- Nada se pode afirmar.
Passo 1
Aqui nós vamos ter que lembrar que, num processo reversível, nós temos:
E num processo irreversível nós temos:
Onde é a variação de entropia do universo e é dada por:
Passo 2
Vamos analisar os dois casos:
:
Bom, a variação de entropia vai ser:
Já que a variação de entropia acontece a temperatura constante, já que o processo é uma mudança de estado físico. Assim:
Então:
Beleza? E a variação de entropia da vizinhança? Só a gente lembrar que o calor que entrou no sistema foi perdido pela vizinhança.
Além disso, lembre que a temperatura do reservatório também se mantem constante. Assim, a variação de entropia vai ser calculada pelo valor do calor vezes dividido pela temperatura do reservatório:
Então:
Então, o processo é reversível.
Passo 3
Segundo caso:
- Vi ser a mesma coisa em relação ao sistema, já que a temperatura de vaporização não muda. Então:
Agora, seguindo o mesmo raciocínio do item anterior, A variação de entropia da vizinhança vai ser:
Então:
Então, o processo é irreversível.
Resposta
b)