A pressão constante 200 g de água são aquecidos de
a
. Calcule o aumento na entropia para este processo. Dado:
.
Passo 1
Então, a gente tem um exercício de termodinâmica aqui! A questão pede para calcular o aumento na entropia quando 200 gramas de água são aquecidas de 10°C a 20°C, mantendo a pressão constante. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de calor específico a pressão constante (C_P) e como a entropia muda com a temperatura. Também vamos usar algumas fórmulas da termodinâmica para calcular essas mudanças.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar quantas mols de água temos nos 200 gramas. A água (H₂O) tem uma massa molar de aproximadamente 18 g/mol. Para encontrar o número de mols (n):
Passo 3
Agora, vamos lembrar que a entropia (
) em um processo a pressão constante pode ser calculada pela fórmula:
Onde:
-
é o número de mols, -
é o calor específico a pressão constante, -
e são as temperaturas inicial e final em Kelvin.
Passo 4
Precisamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, porque as fórmulas termodinâmicas usam a escala Kelvin. A conversão é:
Portanto:
Passo 5
Agora, vamos substituir os valores na fórmula da entropia:
Passo 6
Vamos calcular o logaritmo natural:
Passo 7
Agora, multiplicamos todos os valores:
Resposta
O aumento na entropia desse processo é de aproximadamente 29,1 J/K.