No projeto de um aquecedor industrial, é necessário obter os valores da variação de entalpia (em
) e de entropia (em
) referentes ao aquecimentó de um determinado óxido, de
até
. Determine os parâmetros acima mencionados para esse processo, sabendo que o calor específico do óxido é independente da temperatura e igual a
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre calcular a variação de entalpia (
) e de entropia (
) quando a temperatura de um óxido é aumentada de
para
. 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
.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a variação de entalpia (
). 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:
Onde:
-
é o calor específico a pressão constante. -
é a variação de temperatura.
Passo 3
Agora, vamos calcular a variação de temperatura (
). 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.
Passo 4
Substituindo os valores na fórmula da variação de entalpia:
Passo 5
Agora, vamos calcular a variação de entropia (
). 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:
Mas primeiro, precisamos converter as temperaturas para Kelvin:
Passo 6
Agora, substituindo os valores na fórmula da variação de entropia:
Calculando o logaritmo natural:
Então:
Resposta
A variação de entalpia é
e a variação de entropia é
.