Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 9ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 9º - Capítulo 20.3 - Ex. 6
(a) Qual é a variação de entropia de um cubo de gelo de que funde totalmente em um balde de água cuja temperatura está ligeiramente acima do ponto de congelamento da água? (b)Qual é a variação de entropia de uma colher de sopa de água, com uma massa de , que evapora totalmente ao ser colocada em uma placa quente cuja temperatura está ligeiramente acima do ponto de ebulição da água?
Passo 1
Belezoca galerinha, a malandragem dessa questão é que além de reversível, o processo também é isotérmico, sendo assim a variação da entropia é dada pela fórmula:
E dessa forma, para que o gelo se funda completamente, a quantidade de calor necessária é dada como:
Então como temos um cubo de , e o valor tabelado de , obtemos que:
Como a temperatura estava “ligeiramente” acima do ponto de congelamento da água , obtemos que a variação de entropia é:
Passo 2
(b) A lógica vai ser praticamente a mesma agora, só que ao invés de fusão, estamos pensando em evaporação, o que muda é o valor da constante , e claro, a massa. Sendo assim, obtemos que:
E mais uma vez, podemos considerar que o processo é isotérmico, e a variação de entropia (com a temperatura do sistema estando no ponto de ebulição da água, ) é dada como como
Resposta
(a) .
(b) .