Uma amostra de dióxido de carbono com massa igual a
a
é expandida reversivelmente e adiabaticamente de 500 mL para 3 L . Calcular dS. (Cp,m=37,11 j/kmol).
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos uma amostra de dióxido de carbono (CO₂) que pesa 2,45 gramas e está a 27°C. Essa amostra é expandida de forma reversível e adiabática, passando de 500 mL para 3 litros. A gente precisa calcular a variação de entropia, representada por ΔS. Para resolver isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especialmente sobre processos adiabáticos e a definição de entropia.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é um processo adiabático. Um processo adiabático é aquele em que não há troca de calor com o ambiente, ou seja, Q = 0. Já um processo reversível é ideal, onde o sistema passa por uma série de estados de equilíbrio, sem gerar desordem extra.
Passo 3
A entropia (S) é uma medida da desordem ou da irreversibilidade de um processo. A variação de entropia, ΔS, pode ser calculada usando a fórmula:
Onde
é o calor trocado de forma reversível e T é a temperatura em Kelvin.
Passo 4
No nosso caso, o processo é adiabático, o que significa que não há troca de calor (
). Além disso, como o processo é reversível, podemos aplicar a fórmula diretamente:
Então, a variação de entropia é zero.