Calcule (para o sistema) quando de um gás perfeito monoatômico, com passam do estado a e para o estado a e . Como se explica o sinal de ?
Passo 1
Vamos lá! O problema pede para calcular a variação de entropia ( ) de um sistema que tem 3,00 mol de um gás perfeito monoatômico. Esse gás passa de um estado inicial com temperatura de e pressão de 1,00 atm para um estado final com temperatura de e pressão de 5,00 atm. Para resolver isso, vamos usar conceitos de termodinâmica sobre gases ideais e fórmulas específicas para calcular a variação de entropia.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar a fórmula para calcular a variação de entropia ( ) de um gás ideal que sofre mudanças de temperatura ( ) e pressão ( ):
Onde:
- é o número de mols,
- é a capacidade térmica molar a pressão constante,
- é a constante dos gases ideais ( ),
- e são as temperaturas inicial e final em Kelvin,
- e são as pressões inicial e final.
Passo 3
Primeiro, vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, porque nas equações de termodinâmica a temperatura deve estar em Kelvin:
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores na fórmula da variação de entropia:
Aqui, usamos dado no problema.
Passo 5
Vamos calcular os logaritmos naturais:
Passo 6
Substituindo os valores calculados:
Passo 7
Agora, substituímos :
Resposta
A varia��ão de entropia ( ) para o sistema é aproximadamente . O sinal negativo indica que a entropia do sistema diminuiu durante o processo, o que acontece porque o aumento da pressão faz com que as moléculas do gás fiquem mais organizadas, reduzindo a desordem.
Exercícios relacionados
Considere a reação: .
A reação está balanceada?
Responda:
Como você calcularia a extensão de reação a partir de dados experimentais?
Óxido de etileno pode ser produzido pela oxidação catalítica de eteno de acordo com a seguinte reação:
A carga do reator contém 100 kmol de eteno e 80 kmol de oxigênio. Calcule:
a conversão do eteno e do oxigênio se 50 kmol de estiverem presentes no final da reação.
A capacidade calorifica molar do butano pode ser expressa por:
na faixa de temperatura . Calcule variação de entropia se um mol de butano for aquecido de 300 K a 1000 K a pressão constante.