Guia de Estudos sobre Entropia GABARITO - Departamento de ...

GE 7.5.4) Um sistema absorve 300 J de calor de uma fonte a 300 K e 200J de outra fonte a 400K.
Retorna, então, ao estado inicial, efetuando 100J de trabalho e descarregando 400J de calor em um
reservatório na temperatura T.
Resp:
a) Qual a variação da entropia do sistema em um ciclo completo?
b) Se o ciclo for reversível, qual a temperatura T?
a) A entropia é uma função de estado, portanto ela será sempre nula em um processo cíclico
b) O calculo de TC pode ser feito lembrando que a variação da entropia do Universo é a soma das
variações de entropia nas três fontes.
∆S
∆S
300 200 400
0 = + + −
300 400 T
T
C
universo
universo
= 267K
= ∆S
H
Q
= +
T
H
1
1
+ ∆S
+
Q
T
H
C
H
2
2
+ ∆S
GE 7.5.5) Calcule a variação de entropia do universo em um processo em que 10 g de vapor de água
a 100ºC e a 1 atm são introduzidos em um calorímetro de capacidade calorífica desprezível contendo
150g de água e 150g de gelo a 0ºC.
Resp: Calcule as transferências de energia que ocorrem no calorímetro:
1ª) Calor necessário para derreter 150g de gelo:
3
Q = Q = 0,
150kg(
334x10
J / kg.
K ) = 50,
1kJ
mLF
1
2ª) Calor liberado pelo vapor na liquefação e o calor que reduz a temperatura de 10g de água de 100ºC
para 0ºC
Q = mLV
+ mc∆T
3
−3
( 2.
257x10
) + [ 10x10
x4190x100]
= 26,
kJ
−3
Q = ( 10x10
)
76
2
Se Q = Q ∴ T final = 273K
2
1
Encontre a massa de gelo que derrete com o calor fornecido a ela:
26,
75
∆ Q = mLF
⇒ m = = 0,
0802kg
= 80,
2g
333,
5
Pode-se calcular agora as variações de entropia
−
Q
T
C
C
8