Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 20.Problemas Adicionais - Ex. 59
Uma amostra de de água está inicialmente na forma de gelo à temperatura de . Qual é a variação de entropia da amostra se a temperatura aumenta para ?
Passo 1
Olá pessoal, tudo bem? Vamos treinar pouco de entropia? Bora lá!
Primeiro vamos retirar do enunciado todas as informações:
- Massa de água: ;
- Temperatura inicial: ;
- Temperatura final:
Agora vamos em uma tabela e tiramos os valores de calor sensível do gelo , calor sensível da água e o calor latente de fusão da água :
- ;
- ;
- .
Sabendo que a variação de entropia vai ser:
Devemos calcular para os três processos: aumento da temperatura do gelo até a temperatura de fusão, derretimento total do gelo e aumento da temperatura da água líquida para a temperatura final a variação de entropia individualmente.
Ta, mas e a variação total da entropia? É só somar as variações de cada um dos processos =D
Bora fazer?
Passo 2
Primeiro temos o calor responsável por aumentar a temperatura do gelo de até . A variação de entropia vai ser:
Passo 3
Segundo temos o calor responsável por derreter toda massa de gelo. A variação de entropia vai ser:
Como esse processo é à temperatura constante, a integral fica simplificada:
Passo 4
Por último temos o calor responsável por aumentar a temperatura da água líquida de até . A variação de entropia vai ser:
Passo 5
Agora a variação total de entropia vai ser a soma das três variações: