Uma barra de latão está em contato com um reservatório térmico a 130^circ C em um dos extremos e no outro com um reservatório a 24^circ C. a) Calcule a variação total de entropia causada pela condução de 1200 cal através da barra. b) A entropia da barra muda durante o processo?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma barra de latão conectada a dois reservatórios térmicos: um quente a 130^circ C e outro frio a 24^circ C. A gente precisa calcular a variação total de entropia quando 1200 cal de calor passam pela barra e também ver se a entropia da barra muda durante esse processo. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, principalmente sobre entropia e transferência de calor.

Passo 2

Primeiro, vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, porque nas fórmulas de termodinâmica a gente trabalha com Kelvin mesmo. A conversão é simples: basta somar 273,15.
Tquente = 130 + 273,15 = 403,15 , K
Tfrio = 24 + 273,15 = 297,15 , K

Passo 3

Agora, vamos calcular a variação de entropia para cada reservatório. A fórmula básica para variação de entropia ( De) em relação à transferência de calor ( Q) é:
De
Mas atenção: o reservatório quente está perdendo calor, então a variação de entropia dele será negativa. Já o recebedor de calor (reservatório frio) está ganhando calor, então a variação de entropia será positiva.

Passo 4

Vamos calcular cada parte:
Reservatório Quente:
De
Reservatório Frio:
De

Passo 5

Para achar a variação total de entropia do sistema (barra + reservatórios), a gente soma as variações individuais:
De

Passo 6

Agora, vamos responder à parte b: A entropia da barra muda durante o processo?
Como a barra está apenas conduzindo calor de um reservatório para outro sem armazenar energia, a entropia dela não muda. O que muda é a entropia dos reservatórios.

Resposta

a) A variação total de entropia causada pela condução de 1200 cal através da barra é de aproximadamente 1,06 , cal/K.
b) Não, a entropia da barra não muda durante o processo.

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