Enunciado
Física - Moysés - Vol. 2 - Ed: 4º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 17
Um litro de água, inicialmente a , é totalmente vaporizado: (a) em contato com um reservatório térmico a ; (b) em contato com um reservatório térmico a . O calor latente de vaporização da água é de . Calcule a variação total de entropia do universo devida exclusivamente ao processo de vaporização, nos casos (a) e (b), e relacione os resultados com a reversbilidade ou não do processo.
Passo 1
Nos dois casos, a variação de entropia da água vaporizada é a mesma:
A água se mantém à temperatura constante de , e o calor absorvido pela vaporização é sempre :
Sabendo que :
Passo 2
A quantidade de calor que a água absorve é a mesma que o reservatório cede, e a temperatura de cada um sempre se mantém constante.
No caso (a) a variação de entropia do reservatório é:
E no caso (b) a única diferença é :
Então, no primeiro caso, a variação total de entropia é:
Passo 3
No caso (a), em que a entropia total permanece constante, o processo é reversível.
No caso (b), em que a entropia do universo aumenta, o processo é irreversível.
Resposta
As variações de entropia são e . O primeiro processo é reversível e o segundo é irreversível.