Um quilograma de vapor a é esfriado até obter água a . Sabendo-se que o calor latente de vaporização é e o calor específico da água é de , calcule a variação de entropia do processo.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos 1 quilograma de vapor a que é resfriado até se transformar em água a . Precisamos calcular a variação de entropia desse processo. Para resolver isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, como calor latente de vaporização e calor específico. Vamos precisar das fórmulas de variação de entropia para processos de mudança de fase e resfriamento.

Passo 2

Primeiro, vamos converter a massa de 1 quilograma para gramas, já que os valores de calor fornecidos estão em cal/g:

Passo 3

Agora, vamos calcular o calor envolvido na condensação do vapor em água. O calor latente de vaporização ( ) é a quantidade de calor necessária para transformar o vapor em líquido sem mudar a temperatura. A fórmula para esse processo é:
Onde:

Passo 4

A variação de entropia durante a condensação ( ) pode ser calculada usando a fórmula:
Aqui, deve estar em Kelvin. Convertendo para Kelvin:
Como o sistema está perdendo calor ao condensar, a variação de entropia é negativa:

Passo 5

Depois da condensação, temos água a que precisa ser resfriada até . Vamos calcular o calor liberado nesse resfriamento usando a fórmula:
Onde:

Passo 6

A variação de entropia durante o resfriamento ( ) é dada por:
Onde:
Calculando o logaritmo:

Passo 7

Agora, somamos as variações de entropia das duas etapas para encontrar a variação total de entropia do processo:

Resposta

A variação de entropia do processo é de aproximadamente .

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Um refrigerador opera mediante o ciclo mostrado ao lado. Os processos e são adiabáticos. A temperatura, pressão, volume e a energia interna do fluido refrigerante (não é gás ideal) em cada um dos quatro estados a, b, c, e d estão mostrados na tabela abaixo.
Calcule: a)O calor extraído, por ciclo, do interior do refrigerador.
Estado
a 80 2305 0,0682 1969
b 80 2305 0,00946 1171
c 5 363 0,2202 1005
d 5 363 0,4513 1657
Um refrigerador opera mediante o ciclo mostrado ao lado. Os processos e são adiabáticos. A temperatura, pressão, volume e a energia interna do fluido refrigerante (não é gás ideal) em cada um dos quatro estados a, b, c, e d estão mostrados na tabela abaixo.
Calcule: b)A variação de entropia do fluido durante o processo .
Estado
a 80 2305 0,0682 1969
b 80 2305 0,00946 1171
c 5 363 0,2202 1005
d 5 363 0,4513 1657
7 Coloque as situações da Pergunta 6 em ordem de acordo com o módulo do campo elétrico (a) no centro da casca; (b) em um ponto a uma distância do centro da casca, começando pelo maior.
Faça uma correspondente entre a equação e seu gráfico (identificado por I-VIII). Justifique sua escolha.