Determine Sviz e Stotal da compressão isotérmica reversível de 2 mols de moléculas de um gás ideal de 1 atm e 4 L para 20 atm e 0,200L em 298K.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício que envolve termodinâmica, especificamente a mudança de entropia durante uma compressão isotérmica reversível de um gás ideal. A gente precisa calcular três coisas: ΔS (mudança de entropia do sistema), ΔS_viz (mudança de entropia dos vizinhos ou do ambiente) e ΔS_total (mudança total de entropia). Para resolver isso, vamos usar as leis dos gases ideais e as fórmulas de entropia para processos isotérmicos.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é uma compressão isotérmica reversível. “Isotérmica” significa que a temperatura permanece constante durante o processo. “Reversível” indica que o processo pode ser invertido sem deixar mudanças permanentes no sistema ou no ambiente. Nesse cenário, usamos a fórmula da mudança de entropia para processos isotérmicos:
onde:
  • é o número de mols,
  • é a constante dos gases (≈ 8,314 J/mol·K),
  • e são os volumes inicial e final.

Passo 3

Vamos identificar os valores que a gente tem:
  • Número de mols, mol
  • Volume inicial, L
  • Volume final, L
  • Temperatura, K (não precisamos usar diretamente aqui, mas confirma que é isotérmico)
Agora, vamos calcular ΔS usando a fórmula mencionada:

Passo 4

Antes de calcular, vamos simplificar a fração dentro do logaritmo:
Então, substituindo de volta na equação:

Passo 5

Agora, vamos calcular o logaritmo natural de 0,05:
Substituindo:

Passo 6

Legal, agora temos ΔS. Mas o enunciado também pede ΔS_viz. Em um processo reversível isotérmico, a mudança de entropia do ambiente é igual e oposta à mudança de entropia do sistema. Então:

Passo 7

Finalmente, a mudança total de entropia do universo ( ) é a soma das mudanças de entropia do sistema e do ambiente:
Isso faz sentido porque em processos reversíveis, a entropia total do universo não muda.

Resposta

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Um determinado experimento gerou os seguintes resultados a abaixo. Há algum resultado anômalo que deve ser eliminado? Utilize os métodos estatísticos (Tn e Q) para justificar a sua resposta? Utilize as tabelas abaixo? Há diferenças nos resultados se forem utilizados nível de confiança diferente de 95%?
192, 216, 202, 195 e
Valores Críticos para o Cociente de Rejeição,
Rejeitar se
Número de de Confiança de Confiança de Confiança
Observações 0,941 0,970 0,994
3 0,765 0,829 0,926
4 0,642 0,710 0,821
5 0,560 0,625 0,740
6 0,507 0,568 0,680
7 0,468 0,526 0,634
8 0,437 0,493 0,598
9 0,412 0,466 0,568
Tabela 4.7
Valores críticos para o Teste .
Número de valores no <br> conjunto de dados Valores para em vários níveis <br> de confiança
Nível de <br> confiança
3 1,153 1,155 1,155
4 1,463 1,481 1,496
5 1,672 1,715 1,764
6 1,822 1,887 1,973
7 1,938 2,020 2,139
8 2,032 2,126 2,274
9 2,110 2,215 2,387
10 2,176 2,290 2,482
11 2,234 2,355 2,564
12 2,285 2,412 2,636
13 2,331 2,462 2,699
14 2,371 2,507 2,755
15 2,409 2,549 2,806
16 2,443 2,585 2,852
17 2,475 2,620 2,894
18 2,504 2,651 2,932
19 2,532 2,681 2,968
20 2,557 2,709 3,001
Observations
Calcule as incertezas e escreva cada resposta com um número apropriado de algarismos significativos.
d) ?
Um calorímetro de alumínio que pesa 200 g contém 120 g de água a . Quantas gramas de alumínio a devem ser introduzidos no calorímetro para esfriar a água a ? (o calor específico do alumínio e da água são respectivamente, e )
Analise as afirmativas abaixo, determine se são verdadeiras ou falsas e justifique cada uma delas com base nas equações relacionadas a esse sistema.
A partícula pode ser refletida pela barreira apenas se .