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Descrição de transformações reversíveis e irreversíveis de um sistema, com destaque para o facto dos fenómenos irreversíveis ocorrerem espontaneamente num só sentido.
A aprendizagem neste tópico envolve os seguintes objectivos:
Os seguintes conhecimentos são essenciais para a compreensão deste tópico:
Os processos irreversíveis são muito comuns na natureza. Por exemplo, se colocarmos uma gota de tinta num recipiente com água, a gota dissolve-se de forma gradual. Inicialmente, a gota encontrava-se num certo ponto à superfície da água, mas passado algum tempo a tinta fica espalhada. No início sabe-se onde está a tinta, mas no fim não há uma separação entre a água e a tinta, ou seja, a desordem do sistema é maior no fim do processo. O processo é irreversível, isto é, de forma espontânea não é possível observar o processo inverso, em que a tinta misturada com toda a água, voltaria a formar uma gota.
Em termodinâmica também existem processos irreversíveis, como é o caso do estabelecimento de equilíbrio térmico entre dois corpos a temperatura diferente, ou na experiência de Joule.
Considere-se dois objectos colocados em contacto térmico, estando inicialmente um objecto a uma temperatura superior à do outro. No final, o sistema formado pelos dois objectos está todo à mesma temperatura, uma vez que houve a passagem de energia sob a forma de calor, do objecto a temperatura superior, para o objecto com menor temperatura.
O processo inverso não se verifica: um sistema de dois objectos à mesma temperatura, não evolui espontaneamente de modo a que ambos fiquem com temperaturas diferentes.
Na experiência realizada por Joule para demonstrar a equivalência entre trabalho e a energia sob a forma de calor, o aquecimento da água provocado pela queda de um ou mais corpos, é também um processo irreversível. O processo inverso não ocorre: nunca um corpo sobe, somente devido ao arrefecimento da água.
Processos irreversíveis
Os processos irreversíveis ocorrem sempre num só sentido, sendo por isso fácil reconhecer a ordem temporal com que acontecem.
Exemplo de um processo reversível:
Compressão lenta de um gás de modo a que, em cada instante, o sistema permaneça em equilíbrio termodinâmico. A compressão muito lenta de um gás, através de um êmbolo de seringa, é praticamente um processo reversível, pois ao largar-se o êmbolo após a compressão, este volta à posição inicial. A energia fornecida ao gás sob a forma de trabalho, quando este é comprimido, é então libertada para os arredores quando o gás se expande.
Processos Reversíveis
Os processos reversíveis são processos que após terem ocorrido num dado sentido, também podem ocorrer naturalmente no sentido oposto (ou não), voltando ao estado inicial
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