No projeto de um aquecedor industrial, é necessário obter os valores da variação de entalpia (em kJ^- kg^-1 ) e de entropia (em kJ / kg^-1 K^-1 ) referentes ao aquecimentó de um determinado óxido, de 27^circ C até 477^circ C. Determine os parâmetros acima mencionados para esse processo, sabendo que o calor específico do óxido é independente da temperatura e igual a 0,74 kJ / kg^-1 K^-1.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre calcular a variação de entalpia ( De) e de entropia ( De) quando a temperatura de um óxido é aumentada de 27^circ C para 477^circ C. A gente vai precisar usar conceitos de termodinâmica, especificamente relacionados a calor específico e como ele se relaciona com entalpia e entropia. O dado importante é que o calor específico do óxido é constante e igual a 0,74 kJ / kg^-1 K^-1.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a variação de entalpia ( De). A entalpia é uma medida da energia total de um sistema, incluindo energia interna e a energia necessária para deslocar o ambiente para acomodar o sistema. Quando a temperatura muda, a entalpia também muda, e essa variação pode ser calculada usando o calor específico.
A fórmula para a variação de entalpia quando o calor específico é constante é:
De
Onde:
  • cp é o calor específico a pressão constante.
  • De é a variação de temperatura.

Passo 3

Agora, vamos calcular a variação de temperatura ( De). Precisamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin para usar na fórmula de entropia, mas para entalpia, a diferença em Celsius é a mesma em Kelvin.
De

Passo 4

Substituindo os valores na fórmula da variação de entalpia:
De

Passo 5

Agora, vamos calcular a variação de entropia ( De). A entropia é uma medida da desordem ou da quantidade de energia dispersa no sistema. Para mudanças de temperatura com calor específico constante, a variação de entropia pode ser calculada pela fórmula:
De
Mas primeiro, precisamos converter as temperaturas para Kelvin:
Tinicial = 27^circ C = 300 K
Tfinal = 477^circ C = 750 K

Passo 6

Agora, substituindo os valores na fórmula da variação de entropia:
De
Calculando o logaritmo natural:
ln(750300) = ln(2,5) approx 0,916
Então:
De

Resposta

A variação de entalpia é De e a variação de entropia é De.

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