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I - Não consigo aceitar esta questão como errada. Uma substância pura no estado saturado precisa sim de duas propriedades independentes para ser definida, porém neste caso a temperatura e pressão não são consideradas independentes. São necessárias outras propriedades.
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Concordo plenamente Danilo!
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Sim Danilo, no caso de saturação, só é necessária uma variável. Uma substância pura com uma única fase precisa de duas variáveis. Porém quando há mistura de fases não é possível definir o estado com 2 propriedades, mas somente com 3.
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Com relação ao Item IV:
A entropia de um sistema isolado sempre aumenta ou, no caso limite de um processo reversível, permanece constante. PORÉM, a questão não fala de sistema isolado. Ela fala de qualquer processo real. Sabe-se que em processos de resfriamento, a variação de entropia é menor que zero. Portanto, item Falso.
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Rafael e Gilberto, realmente viajei, vocês estão corretos.
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Concordo com Danilo, a alternativa I está certa, devido ao fato de que em TODOS os casos serão necessárias duas propriedades independentes, o fato é que na região de mistura T e P são propriedades dependentes como indicado na obra de Van Wylen (p. 37, 4a edição). Alguém tem outra justificativa?
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Pegando um trecho do livro citado pelo Arthur:
"Para entender o significado do termo propriedade independente, considere os estados de líquido saturado e vapor saturado de uma substância pura. Esses dois estados tem a mesma pressão e temperatura, mas são definitivamente diferentes. Assim, no estado de saturação, a pressão e a temperatura não são propriedades independentes.
Duas propriedades independentes, tais como pressão e volume especifico, ou pressão e titulo, são requeridas para especificar um estado de saturação de uma substância pura"
Logo, Eu considero o item I correto!
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Albert Santos, lendo o seu comentário, percebi que o trecho se refere apenas ao estado de saturação, isto é, líquido saturado ou vapor saturado, onde as propriedades T e P são dependentes, segundo o livro. Porém, o item I se refere ao estado de uma mistura de fases líquido-vapor, ou seja, não se refere aos casos extremos de líquido saturado e vapor saturado (em que não há mistura de fases).
Leia também o comentário de Gilberto Correa.
Acredito que seja isso. Entretanto, a questão foi muito capisciosa ou foi resultante de um descuido feliz.
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Regra das fases de Gibbs: F = C – P + 2
Nessa expressão, F é o número de graus de liberdade, C é o número de componentes e P é o número de fases.
Para um sistema com um componente, como a água pura, fixamos C = l e a regra das fases se reduz a F = 3 - P. Quando só uma fase esta presente, F = 2, o que implica que p e T podem variar independentemente. Em outras palavras, um sistema com uma única fase é representado por uma região, num diagrama de fase. Quando duas fases estão em equilíbrio F = 1, indicando que a pressão não pode variar livremente se nós fixamos a temperatura. Isso quer dizer que o equilíbrio de duas fases é representado por uma curva num diagrama de fase.
I - ERRADA
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I - no caso de uma substância pura, são necessárias duas propriedades termodinâmicas independentes para caracterizar o estado de uma ; Olha o peguinha: estaria correto se fosse no lugar o riscado uma substância pura, no caso de misturas saturadas precisa de 3 propriedades!
II - a variação de entropia é nula quando um gás ideal sofre um processo ADIABATICO;
III – CORRETO o trabalho realizado por um gás ideal em um processo adiabático é numericamente
avaliado com o conhecimento do volume específico e da pressão nos estados inicial e final, juntamente com a razão de calores específicos da substância;
IV - em processos termodinâmicos realísticos, a variação de entropia é positiva. Depende se o sistema perda ou
ganha calor!
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I) Incorreto. Para substâncias simples incompressíveis bastam duas propriedades para que elas possam ser completamente caracterizadas; para misturas bifásicas são necessárias duas propriedades e o título da mistura; pressão e temperatura não são propriedades independentes nesse estado;
II) A variação de entropia é causada por transferências de calor. Logo, a entropia permanece constante em um sistema adiabático e que passa por transformações internamente reversíveis
III) CORRETA. A pressão e o volume de um gás são relacionados pela expressão p*v^n = cte. Se n = razão de calores específicos a equação anterior descreve um processo adiabático e isentrópico
IV) Errada. A variação de entropia pode ser positiva, negativa ou nula. A geração de entropia é que não pode ser negativa.