ITA 2011 — questão 13 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: qual processo, "passado de trás para frente", continuaria fisicamente possível, isto é, qual é reversível.

Passo 1 — o critério. A segunda lei diz que, num sistema isolado, a entropia não diminui. Processos com dissipação (atrito, choque inelástico, troca de calor entre corpos a temperaturas diferentes) aumentam a entropia; o filme invertido mostraria a entropia diminuindo, o que é proibido. Só um processo sem dissipação pode ser invertido.

Passo 2 — o satélite. No movimento orbital só atua a gravidade, uma força conservativa, e não há perdas (desprezando o ar rarefeito). O "filme ao contrário" mostra um satélite percorrendo a mesma órbita no sentido oposto, que é um movimento perfeitamente possível. Nada de entropia é criado.

Por que não as outras:

A) Na parada no chão, a energia cinética vira calor e deformação. O inverso seria um objeto parado no chão esfriar o piso e saltar sozinho até a altura H.

C) Na freada, a energia cinética vira calor nos freios e pneus. O inverso seria um carro parado esfriar os freios e acelerar sozinho.

D) O calor passa espontaneamente do corpo quente para o frio. O inverso seria o objeto esquentar sozinho às custas da água fria.

E) A matéria que passa de uma estrela à outra se choca, aquece e irradia energia para o espaço: há dissipação, e o processo é irreversível.

⚠️ A armadilha: achar que "nenhum processo real é reversível" e procurar outro critério. A pergunta é sobre a segunda lei: só viola a segunda lei a inversão de um processo que gerou entropia, e o movimento orbital sem atrito não gera.

A ideia em uma frase: um processo pode ser rodado de trás para frente sem violar a segunda lei quando não há dissipação, como num satélite em órbita sob uma força conservativa.

Resposta: alternativa B (o movimento de um satélite ao redor da Terra).