(1pt.) Qual é a variação de entropia de 1,00 \mathrm{~kg} de água líquida a 212^{\circ} \mathrm{F} quando ela se transforma em vapor a 212^{\circ} \mathrm{F} ?

Passo 1

O enunciado pede a variação de entropia de 1{,}00\:\mathrm{kg} de água líquida à temperatura de ebulição normal 212^\circ\mathrm{F} quando ela se transforma em vapor à mesma temperatura. O conteúdo envolvido é termodinâmica: para uma mudança de fase reversível a temperatura constante, usamos
\Delta S \;=\;\frac{Q_{\text{rev}}}{T}\,,
onde Q_{\text{rev}} é o calor trocado (no caso, a entalpia de vaporização) e T a temperatura absoluta.

Passo 2

Converter 212^\circ\mathrm{F} para Kelvin. Primeiro para Celsius:
T_C = \bigl(212-32\bigr)\times\frac{5}{9}=100^\circ\mathrm{C}.
Em seguida para Kelvin:
T = 100+273{,}15 = 373{,}15\:\mathrm{K}.

Passo 3

Obter a entalpia de vaporização da água à pressão normal (na temperatura de 100^\circ\mathrm{C}). Dos manuais ou tabelas de vapor:
L_{\mathrm{vap}} = 2{,}257\times10^6\:\mathrm{J/kg}.

Passo 4

Calcular a variação de entropia usando \Delta S = \dfrac{m\,L_{\mathrm{vap}}}{T}. Substituindo m=1{,}00\:\mathrm{kg}, L_{\mathrm{vap}}=2{,}257\times10^6\:\mathrm{J/kg} e T=373{,}15\:\mathrm{K}:
\Delta S = \frac{1{,}00\times2{,}257\times10^6}{373{,}15} \;\approx\;6{,}05\times10^3\:\mathrm{J/K}.

Resposta

\displaystyle \Delta S \approx 6{,}05\times10^3\:\mathrm{J/K}.

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