Enunciado

Determine (a) a energia absorvida na forma de calor e (b) a variação de entropia de um bloco de cobre de 2,00   k g cuja temperatura aumenta reversívelmente de 25,0 ° C para 100 ° C . O calor específico do cobre é 386 J k g . K .

Passo 1

(a) Podemos calcular o calor absorvido pelo cobre usando aquela fórmula de sempre:

Q = m c Δ T

Substituindo os valores dados:

Q = ( 2,00 ) ( 386 ) ( 100 - 25 )

Q = ( 2,00 ) ( 386 ) ( 75 )

Q = 57900   J

Q = 5,79   .   10 4   J

Passo 2

(b) A variação de entropia segue essa fórmula aqui:

Δ S = ∫ d Q T

Vamos encontrar esse d Q usando a mesma fórmula lá de cima:

Q = m c Δ T

d Q = m c ( d T )

E então:

Δ S = ∫ m c ( d T ) T

A partir daí, é só resolver a integral quanto T varia entre 25 ° C ( 298   K ) e 100 ° C (373 K):

Δ S = m c ∫ 298 373 d T T

Resolvendo a integral:

Δ S = m c ln ⁡ 373 298

Substituindo os valores:

Δ S = ( 2,00 ) ( 386 ) ( 0,224484933 )

Δ S = 173,302   J / K

Δ S ≅ 173   J / K

Resposta

(a) Q = 5,79   .   10 4   J .

(b) Δ S = 173   J / K .

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