Calcule a variação de entropia do argônio, que está inicialmente a
e 1,00 bar, num recipiente de
de volume e que se expande até o volume de
, sendo simultaneamente aquecido até
.
[+0,173 J/K]
[+0,173 J/K]
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão de variação de entropia do argônio. O enunciado nos diz que temos argônio inicialmente a
e 1,00 bar, num recipiente de
que se expande até
e é aquecido até
. Vamos precisar usar conceitos de termodinâmica, especificamente a variação de entropia para processos envolvendo gases. Para isso, vamos precisar das equações dos gases ideais e da definição de entropia.
Passo 2
Primeiro, vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, já que nas equações termodinâmicas usamos Kelvin. A fórmula para converter é:
Então,
Passo 3
Agora, vamos calcular a quantidade de substância,
, usando a equação dos gases ideais:
Rearranjando para encontrar
:
Dados:
-
(vamos converter para pascal, já que ) -
-
Então,
Passo 4
Agora, vamos calcular a variação de entropia,
. Para um processo que envolve mudança de temperatura e volume, a variação de entropia pode ser calculada pela soma das variações de entropia devido à temperatura e ao volume:
Onde:
-
é a capacidade calorífica molar a volume constante. Para o argônio, um gás monoatômico, .
Passo 5
Substituindo os valores na equação:
Primeiro, calculamos
e
:
Agora, calculamos cada termo da variação de entropia:
Passo 6
Somando os dois termos para obter a variação total de entropia:
Resposta
A variação de entropia do argônio é aproximadamente
.
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