Calcular o aumento de entropia quando de um gás perfeito monoatômico, com , é aquecido de 300 K até 600 K e simultaneamente se expande de 30,0 L a

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o aumento de entropia quando 1 mol de um gás perfeito monoatômico é aquecido de 300 K para 600 K e, ao mesmo tempo, se expande de 30 L para 50 L. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente sobre entropia em processos que envolvem aquecimento e expansão de gases. Vamos precisar das fórmulas para a variação de entropia em processos a pressão constante e expansão isotérmica, além do valor da constante dos gases, que aqui é R = 12,93 J/K.

Passo 2

Primeiro, vamos entender que a entropia geral do processo que envolve aquecimento e expansão simultânea não é tão direta. Mas, pra facilitar, podemos separar o processo em duas etapas: primeiro, aquecer o gás mantendo o volume constante, e depois expandir o gás isotermicamente (mantendo a temperatura constante). A soma das variações de entropia dessas duas etapas vai nos dar o aumento total de entropia.

Passo 3

Vamos começar com a primeira etapa: aquecer o gás de 300 K a 600 K a volume constante. A variação de entropia para um processo a volume constante é dada pela fórmula:
Aqui, é a capacidade calorífica a volume constante. Para um gás monoatômico, sabemos que . Então, substituindo os valores:

Passo 4

Agora, vamos para a segunda etapa: expandir o gás de 30 L para 50 L a temperatura constante de 600 K. A variação de entropia para um processo isotérmico é dada por:
Substituindo os valores:

Passo 5

Agora, vamos somar as duas variações de entropia para obter a variação total:

Passo 6

Substituindo o valor de R = 12,93 J/K:
Calculando cada termo:
Então:

Resposta

O aumento de entropia é aproximadamente 6,85 J/K.

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Café Vinho Água do mar
I
II III
Meio IV V básico
As informações que completam corretamente as lacunas I a V na tabela são, respectivamente:
a) I: ; II: ; III: ; IV: ácido; V: ácido
b) I: ; II: ; III: : ácido; V: ácido
c) I: ; II: ; III: ; IV: básico; V: ácido
d) I: ; II: ; III: : ácido; V: básico
e) I: ; II: ; III: ; IV: ácido; V: básico
Esse processo pode ser descrito por:
Uma amostra de chuva, contendo exclusivamente ácido sulfúrico ( ), mostrou uma concentração de .
O pH da referida chuva é de:
a) 1 .
b) 2 .
c) 4 .
d) 5 .
e) 6 .
Calcular a variação de entropia quando 50 g de água a são despejados sobre 100 g de água a , num vaso termicamente isolado. Sabe-se que . R:
Um sistema sofre um processo no qual a variação de sua entropia é . Durante o processo, de calor é fornecido ao sistema a 500 K . O processo é termodinamicamente reversível? Justifique a conclusão. R: Não