10-Dois blocos de cobre, cada um com massa de 850 g , são postos em contato térmico dentro de uma caixa isolada. As temperaturas iniciais dos dois blocos são 325 K e 285 K . (a) Qual a temperatura final de equilíbrio dos dois blocos? (b) Qual a variação de entropia para os dois blocos? (c) Qual a variação de entropia do universo?
Dados: c cu
(a) 305 K ; (b)
; (c)
.
Dados: c cu
(a) 305 K ; (b)
Passo 1
O enunciado trata de dois blocos de cobre, cada um com massa
e calor específico
, inicialmente a
e
, colocados em contato num sistema isolado. Precisamos de conservação de energia para achar a temperatura de equilíbrio e da definição de entropia
para calcular as variações de entropia de cada bloco e do universo.
Passo 2
Como o sistema é isolado, não há troca de energia com o exterior. Portanto a soma dos calores trocados entre os blocos é zero:
Fatorando
e resolvendo,
Passo 3
Para cada bloco usamos
O coeficiente
vale
Então
Somando,
Passo 4
Como o sistema é isolado, não há produção de entropia fora dele, logo
Resposta
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)