Exercícios Resolvidos de Entropia

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Enunciado

Um copo d’água, com 200 gramas de água líquida, é aquecido da temperatura de 20°C até a temperatura de 80°C por meio de uma fonte de calor que se encontra a 600K. Sabendo que a entropia da água a 20°C era de 0,06 k J K e ao final do aquecimento a entropia era de 0,24 k J K . Calcule a irreversibilidade deste processo, ou seja, a quantidade de entropia gerada. Dado: c á g u a = 4,2 k J k g   ° C

Passo 1

Para resolver essa questão temos de lembrar que a variação da entropia é dada pela desigualdade de Clausius na forma:

Δ S ≥ ∮ δ Q T

Onde, no caso reversível, vamos ter

Δ S = ∮ δ Q T

Podemos ainda considerar que para o caso irreversível teremos:

Δ S = ∮ δ Q T + S g e r

Passo 2

Agora basta substituir os valores na equação e para isso calcular a quantidade de calor que a água recebeu

δ Q = m ⋅ c ⋅ Δ T

δ Q = 0,2 ⋅ 4,2 ⋅ 80 - 20 = 50,4   k J

Passo 3

Substituindo

Δ S = 0,24 - 0,06 = 0,18 k J K

∮ δ Q T = 50,4 600 = 0,084 k J K

0,18 = 0,084 + S g e r

S g e r = 0,096 k J K

Resposta

S g e r = 0,096 k J K

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