3- 14 g de
passa do estado
atm e
para o estado
e
através dos processos descritos abaixo:
a) Expansão isotérmica reversível
b) Expansão isotérmica irreversível,
Calcule o
do sistema, da vizinhança e do universo. Conclua usando esses resultados sobre a espontaneidade ou não dos processos.
a) Expansão isotérmica reversível
b) Expansão isotérmica irreversível,
Passo 1
O enunciado envolve
g de
(
,g/mol) passando isoterma e irreversivelmente de
,K,
,atm,
) para
,K,
). Vamos tratar o gás como ideal, usar
em processo isoterma e
para o sistema, e para a vizinhança
. Em (a) o processo é reversível, em (b) irreversível com
.
Passo 2
Calcular número de mols:
Passo 3
Como é isoterma de gás ideal, o ganho de entropia do sistema vale
Passo 4
Processo (a): expansão isotérmica reversível. O trabalho realizado é
logo o calor trocado
,J. A entropia da vizinhança é
e do universo
Passo 5
Processo (b): expansão isotérmica irreversível com
. Então
e
,J. A entropia da vizinhança é
e do universo
Resposta
a)
,J/K,
,J/K,
. Processo reversível em equilíbrio (não espontâneo nem não espontâneo).
b)
,J/K,
,J/K,
,J/K. Processo espontâneo, pois
.