Segunda Lei da Termodinâmica
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 .
a) Calcule a temperatura final do gás.
b) 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:
Você pode estranhar essa fórmula, porque tá acostumadx com essa outra aqui:
Mas repara que como a unidade do tá em e não em , nós temos que usar a massa e não o número de mol.
Vamos aplicar os valores que o enunciado deu e os que conseguimos na relação abaixo:
Sendo :
Passo 3
A variação de entropia é dada por
Mas como
Já que não houve uma troca de calor.