Calcule a variação de entropia quando 50 kJ de energia, na forma de calor, se transferem reversível e isotermicamente para um grande bloco de cobre a (a)
(b)
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcularmos a variação de entropia quando 50 kJ de energia na forma de calor são transferidos de maneira reversível e isoterma (ou seja, à temperatura constante) para um grande bloco de cobre. Para resolver isso, vamos precisar entender o que é entropia e como ela se relaciona com a transferência de calor em processos reversíveis e isotérmicos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a entropia é uma medida da desordem ou da quantidade de energia não utilizável em um sistema. Em processos reversíveis e isotérmicos, a variação de entropia (ΔS) pode ser calculada usando a fórmula:
onde
é a quantidade de calor transferida reversivelmente e
é a temperatura absoluta em Kelvin.
Passo 3
O enunciado nos dá a temperatura em graus Celsius, mas precisamos convertê-la para Kelvin, pois a fórmula usa a temperatura absoluta. A conversão é feita assim:
Então:
- Para (a)
:
- Para (b)
:
Passo 4
Agora, vamos calcular a variação de entropia para a parte (a) usando a fórmula mencionada:
Passo 5
Fazendo o mesmo para a parte (b):
Resposta
(a) A variação de entropia é aproximadamente 183,2 J/K.
(b) A variação de entropia é aproximadamente 145,7 J/K.