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Enunciado

Física - Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Oscilações, Ondas e Termodinâmica- Ed: 5º - Capítulo 18.Problemas - Ex. 36

Uma ferradura de ferro de 1,00 kg é retirada de uma fornalha a 900 °C e colocada em 4,00 kg de água a 100 °C. Presumindo que nenhuma energia é perdida por calor para a vizinhança, determine a variação total em entropia do sistema ferradura mais água.

Passo 1

Falaaaaaaaaaaaaaaaa Tribuxo?

Bora resolver mais uma questão!?

Para resolver essa questão iremos usar:

Δ S = ∫ i f d Q T

d Q = m ⋅ c ⋅ d T

∫ i f d Q á g u a T + ∫ i f d Q f e r r o T

Sendo:

d Q = c ⋅ m ⋅ d T

Então:

Δ S = ∫ i f c á g u a ⋅ m á g u a ⋅ d T T + ∫ i f c f e r r o ⋅ m f e r r o ⋅ d T T

Temos c á g u a ⋅ m á g u a e c f e r r o ⋅ m f e r r o constantes, então eles saem da integral:

Δ S = c á g u a ⋅ m á g u a + c f e r r o ⋅ m f e r r o ∫ i f d T T

Δ S = c á g u a ⋅ m á g u a + c f e r r o ⋅ m f e r r o ⋅ ln ⁡ T f T i

Δ S = c á g u a ⋅ m á g u a ⋅ ln ⁡ T f T i + c f e r r o ⋅ m f e r r o ⋅ ln ⁡ T f T i

Passo 2

Precisaremos do T f para achar Δ S , então faremos:

Q á g u a = - Q f e r r o

m á g u a ⋅ c á g u a ⋅ T f - T á g u a = - m f e r r o ⋅ c f e r r o ⋅ T f - T f e r r o

m á g u a ⋅ c á g u a ⋅ T f - T á g u a = m f e r r o ⋅ c f e r r o ⋅ T f e r r o - T f

Isolando T f :

m á g u a ⋅ c á g u a ⋅ T f - m á g u a ⋅ c á g u a ⋅ T á g u a = m f e r r o ⋅ c f e r r o ⋅ T f e r r o - m f e r r o ⋅ c f e r r o ⋅ T f

m á g u a ⋅ c á g u a ⋅ T f + m f e r r o ⋅ c f e r r o ⋅ T f = m f e r r o ⋅ c f e r r o ⋅ T f e r r o + m á g u a ⋅ c á g u a ⋅ T á g u a

Colocando T f em evidência:

T f ⋅ m á g u a ⋅ c á g u a + m f e r r o ⋅ c f e r r o = m f e r r o ⋅ c f e r r o ⋅ T f e r r o + m á g u a ⋅ c á g u a ⋅ T á g u a

T f = m f e r r o ⋅ c f e r r o ⋅ T f e r r o + m á g u a ⋅ c á g u a ⋅ T á g u a m á g u a ⋅ c á g u a + m f e r r o ⋅ c f e r r o

Substituindo os valores:

T f = 1 ⋅ 448 ⋅ 1173 + 4 ⋅ 4186 ⋅ 373 4 ⋅ 4186 + 1 ⋅ 448

T f = 393,847   K

Passo 3

Calculando Δ S :

Δ S = 4 ⋅ 4186 ⋅ ln ⁡ 393,847 373 + 448 ⋅ ln ⁡ 393,847 1173

Δ S = 421,679   J ⋅ K - 1

Mandamos bem nessa!!!!!!

Até a próxima questão..............

Resposta

Δ S = 421,679   J ⋅ K - 1

Ver Outros Exercícios desse livro