47 Sempre que um gás se expande isotermicamente - quando exalamos, quando um frasco é aberto, e assim por diante - o gás sofre um aumento de entropia. Uma amostra de metano gasoso de massa igual a 15 g , a 260 K e 105 kPa , se expande isotérmica e (a) reversivelmente, (b) irreversivelmente até que sua pressão seja de
. Calcule a variaçăo de entropia do gás.
Passo 1
O enunciado nos dá uma amostra de metano gasoso de massa
g a temperatura constante de
K, que se expande isotermicamente de uma pressão inicial de
kPa até
kPa. O conteúdo da matéria é termodinâmica, mais precisamente o cálculo de variação de entropia para expansão isotérmica de gás ideal. Para resolver, vamos usar
e a relação para gás ideal isotérmico
Passo 2
Calcular o número de mols de
:
Passo 3
Para expansão isotérmica reversível, aplicamos
Calculando o logaritmo,
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Passo 4
Para expansão irreversível (por exemplo contra vácuo), a variação de entropia do gás continua sendo uma função de estado, de modo que
mantém o mesmo valor calculado no caso reversível:
Resposta
(a)
(b)
(b)