Enunciado
Física - Moysés - Vol. 2 - Ed: 4º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 15
Dois litros de ar (), nas condições normais de temperatura e pressão, sofrem uma expansão isobárica até um volume maior, seguida de um resfriamento a volume constante até baixar a pressão a . De quanto varia a entropia deste sistema?
Passo 1
Inicialmente temos de um gás nas condições normais de temperatura e pressão, então:
E podemos usar isso para calcular o número de moles:
Passo 2
E primeiro queremos calcular a variação de entropia durante a expansão isobárica, em que o volume aumenta em .
Já que o enunciado deu , podemos usar uma das fórmulas que o livro dá para o cálculo da entropia de um gás ideal:
Então:
Com , e com
E substituindo :
Passo 3
E em seguida queremos calcular a variação de entropia durante um resfriamento a volume constante até atingir a pressão vindo de .
Nesse processo o volume é mantido constante em .
E agora usamos a mesma fórmula para a variação de entropia:
Substituindo os valores:
E então a variação total de entropia é:
Resposta
A entropia do sistema varia em .