Uma amostra de
de gás perfeito monoatômico, com
, é aquecida de
até
, sob pressão constante. Calcular
do gás.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para calcular a variação de entropia (
) de 1 mol de um gás perfeito monoatômico que é aquecido de
para
mantendo a pressão constante. Isso envolve conceitos de termodinâmica, especificamente sobre variação de entropia em processos isotérmicos e isobáricos. Vamos precisar das fórmulas de entropia para gases perfeitos e saber como aplicar o calor específico a pressão constante.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar que para um gás perfeito, a variação de entropia (
) em um processo a pressão constante é dada pela fórmula:
Onde:
-
é o número de mols, -
é o calor específico à pressão constante, -
e são as temperaturas inicial e final em Kelvin.
Passo 3
Sabemos que
pode ser relacionado ao calor específico à volume constante (
) pela relação:
Dado que
, então:
Passo 4
Vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, porque as fórmulas termodinâmicas usam Kelvin:
Passo 5
Agora, substituímos os valores na fórmula da variação de entropia:
Passo 6
Vamos calcular o logaritmo natural:
Passo 7
Agora, multiplicamos todos os valores:
Resposta
A variação de entropia
do gás é aproximadamente
.
Exercícios relacionados
Calcular a variação de entropia durante a fusão do gelo a 273 K e a vaporização da água a 373 K . Qual é a razão física que explica que uma é maior que a outra.
Os seguintes dados cinéticos foram obtidos para a reação
(g)
(g)
(g)
(g):
Experimento | Concentração inicial, <br>
|
Velocidade inicial, <br>
|
|
---|---|---|---|
|
|
||
1 | 1,5 | 1,5 |
|
2 | 3,0 | 1,5 |
|
3 | 3,0 | 4,5 |
|
4 | 4,7 | 2,7 | ? |
Escreva a lei de velocidade para a reação.
Calcular a variação de entropia quando um gás perfeito monoatômico é comprimido á metade do seu volume inicial e, ao mesmo tempo, é aquecido ao dobro da sua temperatura inicial.
Quando se mistura
de água a
e
de água a
obtêm-se 1 L de água a
. Demonstre que durante a mistura criou-se entropia.
Dados:
Capacidade calorífica da água,
(considerada constante entre
e
).
Densidade da água, .
Massa molar da água, .
Densidade da água,
Massa molar da água,