Vero o falso sull'entropia (base)

Testo

Stabilisci se ciascuna affermazione è vera o falsa, motivando la risposta: (1) L’entropia è una funzione di stato. (2) In un processo irreversibile l’entropia del gas deve sempre aumentare. (3) In un sistema isolato $\Delta S_\text{tot}\ge 0$. (4) Se $Q=0$ allora certamente $\Delta S_\text{gas}=0$.

Soluzione

(1) VERO. L’entropia dipende solo dallo stato termodinamico del sistema (definito da $p$, $V$, $T$) e non dal cammino seguito per raggiungerlo. La sua variazione tra due stati è quindi indipendente dalla trasformazione.

(2) FALSO. In un processo irreversibile è l’entropia TOTALE (sistema più ambiente) a non poter diminuire, non quella del solo gas. L’entropia del gas può benissimo diminuire, per esempio se il gas viene raffreddato o compresso: cede calore e la sua entropia cala.

(3) VERO. È l’enunciato del secondo principio per un sistema isolato: l’entropia totale non può mai diminuire; resta costante nei processi reversibili e cresce in quelli irreversibili.

(4) FALSO. $Q=0$ non implica $\Delta S_\text{gas}=0$. Controesempio: nell’espansione libera di un gas ideale non c’è scambio di calore ($Q=0$) né lavoro, ma il volume aumenta e l’entropia del gas cresce, $\Delta S_\text{gas} = nR\ln(V_B/V_A) > 0$. L’uguaglianza $\Delta S = Q/T$ vale solo per trasformazioni reversibili.

$\ev{V,\ F,\ V,\ F}$

Collegamenti

Argomenti: Entropia e secondo principio Concetti: Entropia · Secondo principio della termodinamica Competenze: Bilancio entropico