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Questão FC277572

O pulmão humano é um órgão que permite as trocas gasosas entre o sangue e o ambiente, ao modificar o seu volume. Na figura a seguir está representado um ciclo de respiração, em que

Fluidostática

CEBRASPE (CESPE) · 2021

O pulmão humano é um órgão que permite as trocas gasosas entre o sangue e o ambiente, ao modificar o seu volume. Na figura a seguir está representado um ciclo de respiração, em que o calor da inspiração Qi é cedido durante a inspiração, e o calor Qe é absorvido durante a expiração. Existe também um fenômeno de dissipação, representado por Di e De: o pulmão perde calor para o meio durante ambas as etapas da respiração.

 

Considerando o ar como um gás ideal, assinale a opção correta.

  1. Ao completar um ciclo, a variação de entropia desse sistema não é nula.
  2. Embora haja uma variação de temperatura, não há condução de calor entre o ar e o pulmão.
  3. O trabalho W realizado pelo pulmão é dado pela relação W = Qe - Qi.
  4. O rendimento do pulmão é dado pela soma das áreas da curva de expiração e inspiração.
  5. Os calores De e Di representam energia que se converte em trabalho mecânico.
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Gabarito

A

Comentário do professor

Ao final do ciclo a afirmação correta é que a variação de entropia não é nula porque há processos irreversíveis (as perdas \(D_i\) e \(D_e\)). Essas dissipações transformam energia mecânica em calor interno que não é totalmente recuperável, gerando produção interna de entropia.

Formalmente, a variação de entropia pode ser escrita como \( \Delta S=\sum\frac{Q_k}{T_k}+S_{gen}\), onde \(S_{gen}\ge0\) é a produção de entropia por irreversibilidades. Mesmo que o sistema troque calores durante inspiração/expiração, as perdas \(D_i,D_e\) implicam \(S_{gen}>0\).

Portanto, ao completar o ciclo há aumento líquido de entropia associado à dissipação irreversível, ou seja, a variação de entropia do processo não é nula (positiva).

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