Calcule
(para
sistema) quando 2 kols de um gás perfeito diatômico, iom
, passam do estado de
e
para o estado de
e
. Como se explica o sinal de
?
Passo 1
Vamos começar entendendo o que o problema está nos pedindo. Temos 2 mols de um gás perfeito diatômico que está passando de um estado inicial com temperatura de
e pressão de
para um estado final com temperatura de
e pressão de
. Nosso objetivo é calcular a variação da entropia (
) desse sistema. Para isso, vamos precisar usar conceitos de termodinâmica relacionados à entropia em gases ideais e aplicar a fórmula apropriada para calcular a variação de entropia quando há mudanças tanto na temperatura quanto na pressão.
Passo 2
Primeiro, precisamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, já que as equações termodinâmicas usam a escala Kelvin.
Passo 3
A próxima etapa é identificar a fórmula que relaciona a variação de entropia (
) para um gás ideal que sofre mudanças de temperatura e pressão. A fórmula geral é:
Onde:
-
é o número de mols (2 mols) -
é a capacidade calorífica molar a pressão constante ( ) -
é a constante dos gases ideais ( ) -
e são as temperaturas inicial e final -
e são as pressões inicial e final
Passo 4
Vamos substituir os valores conhecidos na fórmula:
Simplificando:
Passo 5
Calculando os logaritmos:
Passo 6
Substituindo os valores calculados:
Resposta
A variação da entropia (
) do sistema é de aproximadamente
. O sinal negativo indica que a entropia do sistema diminuiu durante o processo, o que ocorre porque o aumento na pressão reduz a desordem das partículas do gás, superando o aumento causado pela elevação da temperatura.
Exercícios relacionados
Calcule a variação de entropia quando 50 kJ de energia, na forma de calor, se transfere reversivelmente e isotermicamente para um bloco de cobre a
.
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Qual seria o valor de se fossem usados cinco moles em vez de um?
Qual seria o valor de
Discuta por que o Tetrafluormetano
tem momento dipolo nulo, apesar de as ligações carbono-fluor serem fortemente polarizadas.
Justifique as seguintes afirmativas:
b) O etanol tem um ponto de ebulição mais elevado do que o propano.
b) O etanol