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Física — Termodinâmica Múltipla Escolha

Uma afirmação da segunda lei da termodinâmica é que:

Uma afirmação da segunda lei da termodinâmica é que:

  1. As reações espontâneas são sempre exotérmicas.
  2. A energia é conservada em uma reação química.
  3. A entropia do universo está aumentando continuamente.
  4. A entalpia da reação é a diferença entre as entalpias dos produtos e dos reagentes.
  5. A energia livre de Gibbs é uma função da entalpia e da entropia.

Resolução completa

Explicação passo a passo

C
Alternativa C

Alternativa C - A entropia do universo está aumentando continuamente.

Introdução à Segunda Lei da Termodinâmica

A Segunda Lei da Termodinâmica estabelece a direção dos processos naturais e introduz o conceito de entropia ($S$) como medida da desordem ou aleatoriedade de um sistema. Diferente da Primeira Lei (conservação de energia), ela trata da qualidade da energia e da irreversibilidade dos fenômenos.

Análise das Alternativas

Vamos examinar cada opção para identificar qual corresponde diretamente à definição desta lei:

  • (A) As reações espontâneas são sempre exotérmicas.
  • Incorreto. Reações espontâneas podem ser endotérmicas se houver aumento suficiente na entropia (exemplo: fusão do gelo a temperatura ambiente). A espontaneidade depende tanto da entalpia quanto da entropia.
  • (B) A energia é conservada em uma reação química.
  • Incorreto. Esta é a definição da Primeira Lei da Termodinâmica (Princípio da Conservação da Energia), não da Segunda.
  • (C) A entropia do universo está aumentando continuamente.
  • Correto. Esta é a formulação clássica da Segunda Lei (formulada por Clausius e Boltzmann). Para qualquer processo espontâneo, a variação total de entropia do universo deve ser positiva:
    $$ \Delta S_{universo} > 0 $$
  • (D) A entalpia da reação é a diferença entre as entalpias dos produtos e dos reagentes.
  • Incorreto. Esta é apenas a definição matemática de variação de entalpia ($\Delta H = H{produtos} - H{reagentes}$), relacionada ao balanço energético (Primeira Lei).
  • (E) A energia livre de Gibbs é uma função da entalpia e da entropia.
  • Incorreto. Embora a Equação de Gibbs ($\Delta G = \Delta H - T\Delta S$) seja fundamental para prever espontaneidade usando a Segunda Lei, a frase em si é uma definição funcional, enquanto a alternativa C descreve o princípio fundamental da lei sobre a evolução do universo.

Conclusão

A alternativa correta é a C, pois expressa o postulado central de que a entropia total de um sistema isolado (o universo) tende a aumentar com o tempo, definindo a "seta do tempo" nos processos físicos e químicos.

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