Qual é a variação de entropia de 0,130   k g do gás hélio no seu ponto de ebulição normal quando todo ele condensa isotermicamente em 1,0   L de hélio líquido? (Sugestão: ver a Tabela 17.4 na seção 17.6.)

Passo 1

A questão pede para calcularmos a variação de entropia do hélio entre o ponto de ebulição e a condensação num processo isotérmico. Como o processo é isotérmico, a temperatura não muda, e o ponto de ebulição é exatamente o ponto de transição do estado liquido para o gasoso. A equação de variação de entropia pode ser escrita na forma:

∆ S = Q T

E o calor expressado através da equação de calor latente:

Q = - m L v

O sinal é negativo porque o hélio perde calor no processo de condensação.

Substituindo na equação da variação de entropia:

∆ S = - m L v T

Passo 2

Usando os dados do hélio da tabela que o enunciado fala, a temperatura de condensação do hélio e o coeficiente de calor latente do hélio, a equação fica:

∆ S = - 0,130   k g 20,9 × 10 3   J / k g 4,216   K

∆ S = - 644   J / K

Resposta

∆ S = - 644   J / K

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