Marque a afirmação errada:
a) Para as mesmas fontes fria e quente, nenhuma máquina real pode ter uma eficiência maior que uma máquina de Carnot.
b) Em um sistema fechado, o estado de equilíbrio é o que possui maior entropia e maior número de microestados.
c) Se S é a entropia de um sistema fechado, ∆S > 0 para processos reversíveis e ∆S = 0 para processos irreversíveis.
d) A entropia de um sistema depende apenas do estado do sistema, e não do processo que o levou ao seu estado.
e) Nenhuma máquina térmica pode converter integralmente o calor recebido em trabalho.
f) A variação de entropia de um sistema que fornece calor pode ser negativa.
Passo 1
Questãozinha sobre segunda lei da termodinâmica. Esta pode ser descrita de diversas formas.
A entropia de um sistema é uma função de estado que, para processos reversíveis é:
A segunda lei diz que a entropia do universo (sistema + vizinhança) nunca diminui
O que tem como consequência que o maior rendimento possível para um máquina térmica seja o rendimento de uma máquina reversível, a máquina de Carnot.
Do ponto de vista microscópico, apesar de todos os microestados serem igualmente prováveis, existem diversos microestados que são equivalentes, o que faz com que os estados desordenados (alta entropia) sejam ridiculamente mais prováveis de ocorrerem do que estados organizados.
Passo 2
Olhando as alternativas:
a) Para as mesmas fontes fria e quente, nenhuma máquina real pode ter uma eficiência maior que uma máquina de Carnot.
Exatamente, para que não ocorra diminuição de entropia no universo, proibido pela 2ª lei, a eficiência tem que ser menor ou igual a eficiência de uma máquina de Carnot. Correto!
b) Em um sistema fechado, o estado de equilíbrio é o que possui maior entropia e maior número de microestados.
O equilíbrio vai ser justamente o estado de maior entropia, que do ponto de vista microscópico é aquele mais provável, o que possui o maior número de microestados. Correto!
c) Se S é a entropia de um sistema fechado, ∆S > 0 para processos reversíveis e ∆S = 0 para processos irreversíveis.
Aí temos um problema, pois a variação de entropia de um processo reversível é enquanto para processos irreversíveis () e são processos impossíveis. INCORRETA!
d) A entropia de um sistema depende apenas do estado do sistema, e não do processo que o levou ao seu estado.
A entropia, assim como a energia interna, é uma função de estado, ou seja, só depende das características do estado daquele sistema, é independente do caminho! CORRETA!
e) Nenhuma máquina térmica pode converter integralmente o calor recebido em trabalho.
A eficiência máxima está limitada pela eficiência de Carnot.
A eficiência só poderia chegar a 100% caso , o que é impossível. CORRETA!
f) A variação de entropia de um sistema que fornece calor pode ser negativa.
A entropia do universo nunca pode diminuir.
Um sistema pode ter entropia negativa, desde que sua vizinhança produza uma entropia positiva suficiente para compensá-la e a entropia total desse universo ser maior ou igual a zero. CORRETA!
Resposta
c) Se S é a entropia de um sistema fechado, ∆S > 0 para processos reversíveis e ∆S = 0 para processos irreversíveis.