Segunda Lei da Termodinâmica e Entropia

Segunda lei da Termodinâmica e entropia Apresentação Nesta unidade de aprendizagem serão abordadas a segunda lei da termodinâmica e a quantidade entropia Quando à primeira será possível entender o que forma a base da segunda lei da termodinâmica quanto à segunda será demonstrada a relação da entropia com a segunda lei da termodinâmica Bons estudos Ao final desta Unidade de Aprendizagem você deve apresentar os seguintes aprendizados Identificar a segunda lei da termodinâmica e a entropia Relacionar os assuntos estudados às suas diversas enunciações Analisar as implicações práticas da segunda lei da termodinâmica Infográfico A seguir acompanhe uma ilustração sobre relações de aplicaçãoretirada de trabalho em fontes quentes e frias e sobre a relação da entropia com o Universo Conteúdo do livro Os trechos selecionados para o estudo nesta unidade de aprendizagem abordam a segunda lei da termodinâmica e a quantidade física entropia A segunda lei é o motivo de não ser possível mover um barco utilizando o calor da água que o sustenta e a entropia que é muito útil traz uma curiosidade sobre o fim do Universo Acompanhe o trecho selecionado a seguir do livro Física para universitários relatividade oscilações ondas e calor Inicie a leitura a partir do tópico A segunda lei da termodinâmica Boa leitura Wolfgang Bauer Gary D Westfall Helio Dias Wolfgang Bauer Gary D Westfall Helio Dias Wolfgang Bauer Gary D Westfall Helio Dias Bauer Westfall Dias Física Física para Universitários relatividade oscilações ondas e calor para Universitários Física para Universitários Física para Universitários wwwgrupoacombr 0800 703 3444 Área do Professor No site do Grupo A wwwgrupoacombr estão disponíveis materiais exclusivos para professores manual de soluções em inglês e apresentações em PowerPoint em português Física para Universitários utiliza discussões de pesquisas contemporâneas e de vários tópicos de energia para apresentar a física como uma ciência dinâmica e instigante com um enorme impacto em todas as outras áreas da ciência Além de mostrar o empolgante mundo da física Bauer Westfall Dias utilizam um método inédito de resolução de problemas com sete passos para propiciar aos estudantes uma das grandes habilidades que eles devem desenvolver em um curso de física a capacidade de resolver problemas e pensar logicamente sobre uma situação O terceiro livro de Bauer Westfall Dias descreve e explica cuidadosamente inúmeros tópicos entre eles uma visão geral das características físicas de sólidos líquidos e gases a natureza do movimento oscilatório propriedades e o comportamento de ondas ondas sonoras conceitos de temperatura calor e entropia Discutese também a natureza do calor e os mecanismos de transferência de energia térmica a física dos gases máquinas térmicas e a teoria de relatividade especial Os autores apresentam o conteúdo conectandoo intimamente com os maiores avanços da física atual O texto é acompanhado de inúmeras imagens exercícios e exemplos que envolvem o estudante universitário com as maravilhas da ciência da tecnologia e da inovação A Bookman Editora é parte do Grupo A uma empresa que engloba diversos selos editoriais e várias plataformas de distribuição de conteúdo técnico científico e profissional disponibilizandoo como onde e quando você precisar O Grupo A publica com exclusividade obras com o selo McGrawHill em língua portuguesa relatividade oscilações ondas e calor relatividade oscilações ondas e calor FÍSICA BAUER WESTFALL DIAS Física para Universitários Mecânica Física para Universitários Relatividade Oscilações Ondas e Calor Física para Universitários Eletricidade e Magnetismo Física para Universitários Ótica e Física Moderna COMINS KAUFMANN III Descobrindo o Universo 8ed FEYNMAN LEIGHTON SANDS Lições de Física de Feynman A Edição definitiva HEWITT PG Física Conceitual 11ed HEWITT PG Fundamentos de Física Conceitual KNIGHT RD Física Uma Abordagem Estratégica 2ed Vol 1 Mecânica Newtoniana Gravitação Oscilações e Ondas Vol 2 Termodinâmica e Óptica Vol 3 Eletricidade e Magnetismo Vol 4 Relatividade e Física Quântica PRESS TEUKOLSKY COLS Métodos Numéricos Aplicados Rotinas em C 3ed SAKURAI NAPOLITANO Mecânica Quântica Moderna Livros em produção no momento de impressão desta obra mas que muito em breve estarão à disposição dos leitores em língua portuguesa RELATIVIDADE OSCILAÇÕES ONDAS E CALOR FÍSICA wwwgrupoacombr 38964FisicaUniversitariosRelatividadeindd 1 090812 1139 B344f Bauer Wolfgang Física para universitários relatividade oscilações ondas e calor Wolfgang Bauer Gary D Westfall Helio Dias tradução Manuel Almeida Andrade Neto Trieste dos Santos Freire Ricci Iuri Duquia Abreu revisão técnica Helio Dias Porto Alegre AMGH 2013 xxiv 348 p em várias paginações il color 28 cm ISBN 9788580551594 1 Física 2 Princípios da física 3 Relatividade 4 Oscila ções 5 Ondas 6 Calor I Westfall Gary D II Dias Helio III Título CDU 5301 Catalogação na publicação Ana Paula M Magnus CRB 102052 LivroBauerVol2indb ii LivroBauerVol2indb ii 090812 1451 090812 1451 254 Física para Universitários Relatividade Oscilações Ondas e Calor Desde 1975 o tamanho médio de um refrigerador nas cozinhas norteamericanas aumentou em aproximadamente 20 mas por meio de uma combinação de padrões energéticos mais rígidos com pesquisa e desenvolvimento em projetos e tecnologia de refrigeradores o consumo médio de energia caiu em dois terços um total de 1200 kWhano de 1800 kWhano em 1975 para 600 kWhano em 2003 Como cerca de 150 milhões de novos refrigeradores e freezers são comprados a cada ano nos Estados Unidos e cada um economiza aproximadamente 1200 kWhano há uma econo mia total de energia de 180 bilhões de kWh 65 10 17 J 065 EJ por ano Essa economia é em 2009 aproximadamente duas vezes maior que a energia combinada produzida pelo uso de energia eólica 30 bilhões de kWhano energia solar 2 bilhões de kWhano geotérmica 14 bilhões de kWhano e biomassa 54 bilhões de kWhano O consumo de energia é diretamente proporcional ao custo de energia então a família norteamericana média está economizando um total de quase US 200 por ano em custos com eletricidade com o uso de refrigeradores mais eficientes em relação ao padrão de 1975 Além disso mesmo que os refrigeradores tenham melhorado bastante o preço caiu mais da metade o que também está indicado na Figura 813 Então um refrigerador mais eficiente em termos de energia não custa mais caro e mantém nossos alimentos e bebidas favoritas na mesma tem peratura que os modelos de 1975 85 A segunda lei da termodinâmica Vimos na Seção 81 que a primeira lei da termodinâmica é atendida se um copo com água fria aquecer ou ficar mais frio se deixado à temperatura am biente Entretanto a segunda lei da termodinâmica é um princípio geral que impõe limitações à quantidade e sentido de transferência de energia térmica entre sistemas e às possíveis eficiências das máquinas térmicas Esse princí pio vai além da conservação de energia da primeira lei da termodinâmica O Capítulo 6 discutiu o famoso experimento de Joule que demonstrou que o trabalho mecânico poderia ser completamente convertido em calor conforme ilustrado na Figura 814 Em oposição a isso experimentos de monstram que é impossível construir uma máquina térmica que converta calor em trabalho por completo Esse conceito é ilustrado na Figura 815 Em outras palavras não é possível construir uma máquina térmica com 100 de eficiência Esse fato forma a base da segunda lei da termodinâmica É impossível que um sistema seja submetido a um processo em que absorva calor de um reser vatório térmico a uma determinada temperatura e converta esse calor completamente em tra balho mecânico sem ceder calor para um reservatório térmico com temperatura mais baixa Essa formulação costuma ser chamada de enunciado de KelvinPlanck da segunda lei da termo dinâmica Como exemplo considere um livro que desliza sobre uma mesa O livro desliza até parar e a energia mecânica do movimento é transformada em energia térmica Essa energia térmica assume a forma de movimento aleatório das moléculas do livro do ar e da mesa É impossível converter esse movimento aleatório de volta em movimento organizado do livro No entanto é possível converter parte do movimento aleatório relacionado à energia térmica de volta em energia mecânica As máquinas térmicas realizam esse tipo de conversão Se a segunda lei não fosse verdadeira vários cenários impossíveis poderiam ocorrer Por exemplo uma usina elétrica poderia operar tirando calor do ar circundante e um transatlân tico poderia movimentar a si próprio tirando calor da água do mar Esses cenários não violam a primeira lei da termodinâmica porque a energia é conservada O fato de que não podem ocorrer mostra que a segunda lei contém informações adicionais sobre como a natureza fun ciona além do princípio da conservação de energia A segunda lei limita as maneiras em que a energia pode ser usada Outro modo de enunciar a segunda lei da termodinâmica relacionase aos refrigeradores Sabemos que o calor flui espontaneamente de um reservatório térmico mais quente para um reservatório térmico mais frio O calor nunca flui espontaneamente de um reservatório térmico mais frio para um reservatório térmico mais quente Um refrigerador é uma máquina térmica que TH W TL QL Máquina térmica Reservatório térmico de alta temperatura Reservatório térmico de baixa temperatura Figura 814 Um fluxograma de calor mostrando um siste ma que converte trabalho completamente em calor LivroBauerVol2indb 254 LivroBauerVol2indb 254 090812 1114 090812 1114 Capítulo 8 A Segunda Lei da Termodinâmica 255 move calor de um reservatório térmico mais frio para um reservatório térmico mais quente Po rém a energia precisa ser fornecida ao refrigerador para que essa transferência ocorra conforme mostra a Figura 85b O fato de que é impossível que um refrigerador transfira energia térmica de um reservatório mais frio para outro mais quente sem realizar trabalho é ilustrado na Figura 816 Esse fato está na base de outra forma da segunda lei da termodinâmica É impossível um processo que transfira energia térmica de um reservatório mais frio para um reservatório mais quente sem que algum trabalho tenha sido feito Essa formulação equivalente geralmente é chamada de enunciado de Clausius da segunda lei da termodinâmica TH QH W TL Máquina térmica Reservatório térmico de alta temperatura Reservatório térmico de baixa temperatura QH W Máquina térmica Figura 815 Um fluxograma de calor ilustrando o processo impossível de converter completamente calor em trabalho útil sem ceder calor a um reservatório térmico de baixa temperatura TH QH QL TL Refrigerador Reservatório térmico de alta temperatura Reservatório térmico de baixa temperatura QH Q Figura 816 Um fluxograma de calor demonstrando o processo impos sível de transferir calor de um reservatório térmico de baixa temperatu ra para um reservatório térmico de alta temperatura sem usar nenhum trabalho DEMONSTRAÇÃO 83 Teorema de Carnot Abaixo explicamos como provar o teorema de Carnot enunciado na Seção 83 Suponha que exis tam dois reservatórios térmicos uma máquina térmica operando entre esses dois reservatórios e uma máquina de Carnot operando ao contrário como um refrigerador entre os reservatórios como mostra a Figura 817 TH QH2 W TL QL2 QL1 Refrigerador QH1 Reservatório térmico de alta temperatura Reservatório térmico de baixa temperatura Máquina térmica Continua Figura 817 Uma máquina térmica entre dois reservatórios térmicos pro duz trabalho Uma máquina de Carnot operando ao contrário como um refri gerador entre dois reservatórios tér micos está sendo movida pelo traba lho produzido pela máquina térmica LivroBauerVol2indb 255 LivroBauerVol2indb 255 090812 1114 090812 1114 256 Fisica para Universitarios Relatividade Oscilacdes Ondas e Calor Vamos supor que o refrigerador de Carnot opere com a eficiéncia tedrica dada por WwW 7 i Quo onde W é o trabalho necessario para por o calor Q no reservatorio de alta temperatura Supo mos também que esse trabalho necessario seja fornecido por uma maquina térmica operando entre os mesmos dois reservatdrios A eficiéncia da maquina térmica pode ser expressa como Ww 6 ii Qui onde Q o calor removido do reservatério de alta temperatura pela maquina térmica Como as equaées i e ii contém o mesmo trabalho W podemos solucionar cada uma delas para 0 trabalho e depois deixar as expresses iguais entre si Qin Qu Dessa forma a razao entre as duas eficiéncias é Qi Qu Sea eficiéncia da maquina térmica for igual a eficiéncia do refrigerador de Carnot entao temos Q Qu 0 que significa que o calor removido do reservatério de alta temperatura é igual ao calor adicionado ao reservatorio de alta temperatura Se a eficiéncia da maquina térmica for maior que a eficiéncia do refrigerador de Carnot entéo temos Q Q 0 que significa que mais calor é ganho do que perdido pelo reservatorio de alta temperatura A aplicacao da pri meira lei da termodinamica ao sistema global nos diz que a maquina térmica trabalhando junto com o refrigerador de Carnot consegue transferir energia térmica do reservatério de baixa tem peratura para o reservatoério de alta temperatura sem o fornecimento de nenhum trabalho Esses dois dispositivos combinados violariam 0 enunciado de Clausius da segunda lei da termodinami ca Portanto nenhuma maquina térmica pode ser mais eficiente do que uma maquina de Carnot A conversao de trabalho mecanico em energia térmica por atrito por exemplo e o fluxo de calor de um reservatério térmico quente para um frio s4o processos irreversiveis A segun da lei da termodinamica diz que esses processos somente podem ser parcialmente revertidos reconhecendo com isso sua qualidade unilateral inerente e 86 Entropia A segunda lei da termodinamica conforme enunciada na Seao 85 é de alguma forma di ferente de outras leis dos capitulos anteriores como as leis de Newton porque ela é expressa em termos de impossibilidades Porém a segunda lei pode ser declarada de modo mais direto usando o conceito de entropia Nos ultimos trés capitulos discutimos a nocao de equilibrio térmico Se dois objetos com temperaturas diferentes sao colocados em contato térmico ambas as temperaturas se aproximardo assintoticamente de uma temperatura comum de equilibrio O que leva esse sistema ao equilibrio térmico é a entropia e o estado de equilibrio térmico é 0 estado de entropia maxima A entropia oferece uma medida quantitativa da proximidade de um sistema ao equilibrio O sentido de transferéncia de energia térmica nao é determinado pela conservacao de energia mas pela mudana na entropia de um sistema A mudanga na entropia de um sistema AS du rante um processo que leva o sistema de um estado inicial para um estado final é definida como i d AS f a 812 T i onde Q é o calor e T éa temperatura em kelvins As unidades do SI para mudanga na entropia sao joules por kelvin JK Devese salientar que a equacao 812 se aplica apenas a processos Capítulo 8 A Segunda Lei da Termodinâmica 257 reversíveis ou seja a integração somente pode ser realizada sobre um caminho que representa um processo reversível Observe que entropia é definida em termos de sua mudança de uma configuração inicial para uma final A mudança na entropia é a quantidade fisicamente significativa e não o valor absoluto da entropia em qualquer ponto Outra quantidade física para a qual somente a mu dança importa é a energia potencial O valor absoluto da energia potencial é sempre definido apenas com relação a alguma constante aditiva arbitrária mas a mudança de energia potencial entre os estados inicial e final é uma quantidade física mensurável com precisão que resulta em forças De modo semelhante a como as conexões entre forças e mudanças de energia potencial foram estabelecidas esta seção mostra como calcular mudanças na entropia para determinadas mudanças de temperatura calor e trabalho em diferentes sistemas No equilíbrio térmico a entropia tem um valor máximo No equilíbrio mecânico estável a força resultante é zero e portanto a energia potencial tem um valor mínimo Em um processo irreversível em um sistema fechado a entropia S do sistema nunca dimi nui ela sempre aumenta ou permanece constante Em um sistema fechado a energia é sempre conservada mas a entropia não Assim a mudança na entropia define uma direção para o tempo isto é o tempo se move para frente se a entropia de um sistema fechado estiver aumentando A definição de entropia dada pela equação 812 baseiase nas propriedades macroscópicas de um sistema como calor e temperatura Outra definição de entropia baseada em descrições estatísticas de como os átomos e moléculas de um sistema são dispostos será apresentada na seção seguinte Como a integral na equação 812 somente pode ser avaliada por um processo reversível como podemos calcular a mudança na entropia para um processo irreversível A resposta está no fato de que a entropia é uma variável de estado termodinâmico assim como temperatura pressão e volume Isso significa que podemos calcular a diferença de entropia entre estados inicial e final conhecidos mesmo para um processo irreversível se houver um processo rever sível para o qual a integral na equação 812 pode ser avaliada que leva o sistema do mesmo estado inicial para o mesmo estado final Talvez esse seja o ponto mais sutil da termodinâmica discutido em todo este capítulo Para ilustrar esse método geral de calcular a mudança na entropia para um processo irre versível vamos retornar a uma situação descrita no Capítulo 6 a expansão livre de um gás A Figura 818a mostra um gás confinado à metade esquerda da caixa Na Figura 818b a barreira entre as duas metades foi retirada e o gás se expandiu para preencher todo o volume da caixa É evidente que depois que o gás se expandiu para preencher todo o volume da caixa o sistema nunca retornará espontaneamente ao estado em que as moléculas de gás estão localizadas na metade esquerda da caixa As variáveis de estado do sistema antes da barreira ser retirada são a temperatura inicial Ti o volume inicial Vi e a entropia inicial Si Depois que a barreira é reti rada e o gás está novamente em equilíbrio o estado do sistema pode ser descrito em termos da temperatura final Tf do volume final Vf e da entropia final Sf Não podemos calcular a mudança na entropia desse sistema usando a equação 812 por que o gás não está em equilíbrio durante a fase de expansão Porém a mudança nas proprieda des do sistema depende somente dos estados inicial e final e não de como o sistema chegou de um estado a outro Portanto podemos escolher um processo em que o sistema poderia ter sido submetido para avaliar a integral na equação 812 Na expansão livre de um gás ideal a temperatura permanece constante logo parece razoá vel usar a expansão isotérmica de um gás ideal Podemos então avaliar a integral na equação 812 para calcular a mudança na entropia do sistema submetido a um processo isotérmico 813 Podemos mover o fator 1T para fora da integral porque estamos lidando com um processo isotérmico para o qual a temperatura é constante por definição Como vimos no Capítulo 7 o trabalho realizado por um gás ideal ao se expandir de Vi para Vf com temperatura constante T é dado por a b Figura 818 a Um gás confinado à metade do volume de uma caixa b A barreira que separa as duas meta des é retirada e o gás se expande para preencher todo o volume LivroBauerVol2indb 257 LivroBauerVol2indb 257 090812 1114 090812 1114 258 Fisica para Universitarios Relatividade Oscilagdes Ondas e Calor Para um processo isotérmico a energia interna do gas nao se altera portanto AE 0 Assim conforme mostrado no Capitulo 6 podemos usar a primeira lei da termodinamica para escrever AE W Q0 Por consequéncia para 0 processo isotérmico o calor adicionado ao sistema é Vi QW nRTIn Vi A mudanga na entropia resultante para 0 processo isotérmico é Vi nRT In V asS 19 nin 814 T T V A mudanga na entropia para a expansiao livre irreversivel de um gas deve ser igual a mudanga na entropia para 0 processo isotérmico porque ambos os processos tém os mesmos estados inicial e final e por isso devem ter a mesma mudanga na entropia Para a expansao livre irreversivel de um gas V V e entao VV 0 Dessa forma AS 0 porque n e R séo numeros positivos Na verdade a mudanca na entropia de qualquer pro cesso irreversivel é sempre positiva Portanto a segunda lei da termodinamica pode ser enunciada de uma terceira forma A entropia de um sistema fechado nunca pode diminuir EXEMPLO 85 Mudangca na entropia para o congelamento da agua Suponha que tenhamos 150 kg de agua a uma temperatura de 0 C Colocamos a agua no con gelador e é removido calor suficiente da agua para congelala por completo a uma temperatura de 0C PROBLEMA Qual é a mudanga na entropia do sistema dguagelo durante o processo de congelamento SOLUCAO O derretimento do gelo é um processo isotérmico entéo podemos usar a equacao 813 para a mudanga na entropia as8 T onde Q é 0 calor que deve ser removido para transformar a Agua em gelo a T 27315 K 0 ponto de congelamento da agua O calor que deve ser removido para congelar a agua é determinado pelo calor latente de fusao da agua gelo definido no Capitulo 6 O calor que deve ser removido é QmL 150kg334 kJkg 501 kJ Assim a mudanga na entropia do sistema aguagelo é 501k AS SUN 1830 JK 27315 K Observe que a entropia do sistema aguagelo do Exemplo 85 diminuiu Como a entropia desse sistema pode diminuir A segunda lei da termodinamica diz que a entropia de um sis tema fechado nunca pode diminuir Porém o sistema aguagelo nao é um sistema fechado O congelador usou energia para remover calor da agua e congelala além de escapar o calor para o ambiente local Dessa forma a entropia do ambiente aumentou mais do que a entropia do sistema aguagelo diminuiu Essa é uma distinéo muito importante Capitulo 8 A Segunda Lei da Termodinamica 259 Uma analise semelhante pode ser aplicada as origens das formas complexas de vida que tém entropia menor do que o ambiente circundante O desenvolvimento de formas de vida com baixa entropia é acompanhado de um aumento na entropia global da Terra Para que um subsistema vivo da Terra reduza sua propria entropia a custa de seu ambiente ele precisa de uma fonte de energia Essa fonte de energia pode ser ligacées quimicas ou outros tipos de ener gia potencial que por fim surgem da energia fornecida a Terra pela radiacao solar A evolugao em direcao a formas de vida cada vez mais complexas nao contradiz a segunda lei da termodinamica porque as formas de vida em evolucao nao formam um sistema fechado Uma contradiao entre a evolucdo bioldgica e a segunda lei da termodinamica é as vezes fal samente alegada por opositores da evolucdo no debate entre evolucdo e criacionismo De uma perspectiva termodinamica esse argumento deve ser rejeitado de modo inequivoco EXEMPLO 86 Mudanga na entropia para o aquecimento da agua Suponha que comecemos com 200 kg de 4gua a uma temperatura de 200 C e a aquecamos até que atinja uma temperatura de 800 C PROBLEMA Qual é a mudanga na energia da agua SOLUCAO Comecamos com a equacio 812 relacionando a mudanga na entropia com a integraao do fluxo diferencial de calor dQ referente 4 temperatura f dO as i i 1 O calor Q necessario para elevar a temperatura de uma massa m de agua é dado por QcmAT ii onde c 419 kJkg K é 0 calor especifico da Agua Podemos reescrever a equacio ii em termos da mudanga diferencial de calor dQ e da mudanga diferencial de temperatura dT dQcm dT Entdo podemos reescrever a equagao i como rd dT 1 dT T as oe om f cmin T T T T i T T Com T 29315 K e T 35315 K a mudanga na entropia é 35315 K 3 AS 419 kJ kg Kj 200 In 15610 JK Vi ks i is 29315 K Ha outro ponto importante relativo 4 definica4o macroscépica de entropia e ao calculo da entropia com o auxilio da equacdo 812 a segunda lei da termodinamica também implica que para todos os processos ciclicos como os ciclos de Carnot Otto e Diesel ou seja todos Os processos para os quais o estado inicial é o mesmo que o estado final a mudanga total na entropia em todo o ciclo precisa ser maior ou igual a zero AS 0 oy A CLAD eae Leec COMA KeTexe sy ec Me MTL Ace yf No Capitulo 7 vimos que a energia interna de um gas ideal poderia ser calculada pela soma de todas as energias das particulas constituintes do gas Também podemos determinar a entropia de um gas ideal estudando as particulas constituintes Acontece que essa definic4o microscépi ca de entropia esta de acordo com a definicao anterior Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para esta Unidade de Aprendizagem Na Biblioteca Virtual da Instituição você encontra a obra na íntegra Dica do professor No vídeo a seguir há mais informações sobre a segunda lei da termodinâmica e sobre a entropia Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar Exercícios 1 A respeito da segunda lei da termodinâmica considere as afirmativas a seguir I Ela afirma que é impossível existir máquinas térmicas atuando com 100 de eficiência II Podese converter todo o calor de uma fonte quente em trabalho III É possível retirar energia térmica de uma fonte fria e passar para uma fonte quente sem aplicar trabalho A Somente a I está correta B Somente a II está correta C Somente a III está correta D I e II estão corretas E II e III estão corretas 2 Um cubo de gelo de massa igual a 56 g e retirado do congelador a 0oC e colocado em um copo Depois de alguns minutos metade da massa do cubo de gelo está derretido e convertido em água a 0oC Encontre a mudança de entropia do gelo para água nesta situação sabendo que o calor latente de fusão da água é de 333 kJkg A 68 JK B 34 JK C 17 JK D 20 JK E zero JK 3 Suponha 3 kg de água a 300 K sendo aquecida até atingir 350 K Qual será a variação de entropia da água A 194 kJK B 065 kJK C 194 kJK D 097 kJK E 50000 kJK 4 9000 J fluem de um reservatório térmico a 1000 K para um outro reservatório térmico a 200 K Qual é a variação da entropia total do sistema A 9 JK B 45 JK C 9 JK D 36 JK E 54 JK 5 Considere 1 mol do gás hidrogênio se expandido livremente de 1m3 para 2m3 Qual é a mudança de entropia do sistema A 145 kJK B 831 JK C 288 JK D 576 JK E 576 JK Na prática A primeira lei da termodinâmica diz que é possível retirar energia de um sistema por meio do calor e do trabalho desde que ela se conserve Todavia ela ainda permite que um barco em águas geladas retire energia térmica da água realizando trabalho o que é um absurdo físico Para não deixar essa falha teórica permanecer um físico poderia argumentar que a segunda lei sana essa falha já que ela afirma que a energia não pode fluir de um reservatório mais frio para um mais quente sem que algum trabalho tenha sido feito Saiba Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto veja abaixo as sugestões do professor A entropia e a sua interpretação microscópica Parte 1 Nesta aula o prof Peter Schulz do Instituto de Física Gleb Wataghin da Unicamp discute um dos conceitos fundamentais na Física que é a Entropia a partir do que foi visto nas aulas passadas sobre a 2a lei da termodinâmica Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar A entropia e a sua interpretação microscópica Parte 2 O prof Peter Schulz do Instituto de Física Gleb Wataghin da Unicamp continua a discutir um dos conceitos fundamentais na Física que é a Entropia Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar