Em um reator fechado (ou seja, com volume constante) são gerados 10 mol de
, inicialmente a uma temperatura inicial de
e pressão de 35 atm. Este gas é então aquecido, de forma reversível, até uma temperatura de
. Calcular S na temperatura final do gas.
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um reator fechado onde 10 mols de
são gerados. A temperatura inicial é de
e a pressão inicial é de 35 atm. O gás é aquecido de forma reversível até alcançar
. Precisamos calcular a entropia (
) do gás na temperatura final. Vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente sobre entropia em processos reversíveis.
Passo 2
Vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, porque as equações termodinâmicas usam a escala Kelvin.
Passo 3
Como o volume é constante e o processo é reversível, podemos usar a fórmula da variação de entropia para um gás ideal:
Onde:
-
é o número de mols -
é a capacidade calorífica a volume constante -
e são as temperaturas final e inicial
Passo 4
No enunciado, foi dado
. Sabemos que para um gás ideal,
, onde
. Então, podemos encontrar
:
Passo 5
Agora, substituímos os valores na fórmula da variação de entropia:
Passo 6
Calculamos a razão das temperaturas:
E o logarítimo natural dessa razão:
Passo 7
Agora, multiplicamos todos os valores:
Resposta
A entropia do gás na temperatura final é aproximadamente
.