Calcule a variação de entropia quando 100 kJ de energia, na forma de calor, se transferem reversível e isotermicamente para um grande bloco de cobre (a)
e (b) 50
. Explique a diferença observada.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para calcularmos a variação de entropia quando 100 kJ de energia na forma de calor são transferidos de maneira reversível e isotérmica para um grande bloco de cobre em duas temperaturas diferentes: (a) 0 °C e (b) 50 °C. Vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente sobre processos isotérmicos e entropia, para resolver isso. Precisaremos lembrar que em processos isotérmicos a temperatura permanece constante e que a variação de entropia está relacionada com a quantidade de calor transferido e a temperatura.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é entropia. Entropia é uma medida da desordem ou da dispersão de energia em um sistema. Quando transferimos calor de forma reversível e isotérmica, a variação de entropia (
) pode ser calculada usando a fórmula:
Onde:
-
é a quantidade de calor transferido (em joules, J). -
é a temperatura absoluta (em kelvin, K).
Passo 3
Vamos converter a quantidade de calor de 100 kJ para joules, já que a unidade padrão para
é o joule:
Passo 4
Agora, vamos lidar com cada caso separadamente.
Caso (a):
Primeiro, precisamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin:
Agora, aplicamos a fórmula da entropia:
Caso (b):
Convertendo para Kelvin:
Aplicamos a fórmula novamente:
Resposta
A variação de entropia é aproximadamente
a
e
a
. A diferença ocorre porque, quanto maior a temperatura, menor é a variação de entropia para a mesma quantidade de calor transferido.
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. Use
a
e
a
.
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a) Ar teórico é fornecido, de conversão do combustível.
a) Ar teórico é fornecido,
Responda:
a) O que é reagente limitante?
a) O que é reagente limitante?
Organize em ordem crescente da variação de entropia reacional as seguintes reações. Justifique em detalhes:
a.
b.
c.
d.
a.
b.
c.
d.