3A.5(b) Calcule a variação de entropia quando
de nitrogênio são expandidos de
a
a 300 K .
Passo 1
O enunciado pede a variação de entropia de uma amostra de nitrogênio que se expande isotermicamente (a
) de
para
. O conteúdo envolvido é termodinâmica de gases ideais, e vamos precisar da fórmula da variação de entropia em processo isotérmico reversível:
Passo 2
Calcular o número de mols de nitrogênio. A massa molar do
é
logo
Passo 3
Determinar a razão de volumes. Como usamos apenas o logaritmo da razão, não precisamos converter para
:
Passo 4
Aplicar a fórmula de variação de entropia para expansão isotérmica de gás ideal:
onde
. Assim,
Passo 5
Calcular numericamente:
Resposta
A variação de entropia é