Um recipiente rígido (volume constante) e isolado termicamente contém de nitrogênio na forma de gás a pressão de e a temperatura de . Um agitador mecânico, com pás no interior do recipiente, realiza de trabalho sobre o gás. O calor específico do nitrogênio, a volume constante, é .
Calcule a temperatura final do gás.
Calcule a variação de entropia do universo neste processo.
Passo 1
Vamos analisar o problema com a primeira lei da termodinâmica:
Como o gás está isolado termicamente: :
Como o trabalho que foi realizado sobre o gás foi feito por um agente externo, :
Passo 2
Agora vamos usar a fórmula:
Vamos aplicar os valores que o enunciado deu e os que conseguimos na relação abaixo:
Lembrando que:
Sendo :
Passo 3
A variação de entropia do universo (gás + pás + resto) é dada por
Mas como
Já que não houve uma troca de calor (mesmo que a entropia do gás tenha aumentado).