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Enunciado

Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 19.1 - Ex. 59

Um bloco de 200 kg de gelo, a 0,0ºC, é colocado em um grande lago. A temperatura do lago é levemente superior a 0,0ºC, e o gelo se funde lentamente.

  1. Qual é a variação da entropia do gelo?
  2. Qual é a variação de entropia do lago?
  3. Qual é a variação de entropia do universo (o gelo mais o lago)?

Passo 1

Legal galera, queremos a variação da entropia. Lembram como se calcula?

∆ S = Q T

No primeiro caso temos o gelo, como ele está mudando de fase o calor será dado como:

∆ S g e l o = m L f T

Sabemos que:

m = 200   k g

L f = 333,5 k J k g

T = 0 ° C + 273 = 273   K

Substituindo:

∆ S g e l o = 200   k g 333,5 k J k g 273   K

∆ S g e l o = 244 k J K

Passo 2

Bom, a variação da entropia que ocorre no gelo será o oposto da variação da entropia que ocorre na vizinhança, ou seja, o lago:

∆ S l a g o = - ∆ S g e l o

∆ S l a g o = - 244 k J K

Sabemos que a variação da entropia do universo será a soma da variação da entropia do gelo e a variação que ele provoca na sua vizinhança:

∆ S u = ∆ S g e l o + ∆ S l a g o

∆ S u = 244 k J K - 244 k J K

∆ S u = 0

Resposta

  1. ∆ S g e l o = 244   k J K ;
  2. ∆ S l a g o = - 244 k J K ;
  3. ∆ S u = 0
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