53 Um lingote de cobre de 600 g a
é colocado em
de água a
em um recipiente isolado. (Os calores específicos estão na Tabela 18-3.) (a) Qual é a temperatura de equilíbrio do sistema cobre-água? Que variação de entropia (b) o cobre, (c) a água e (d) o sistema cobre-água sofrem até atingir a temperatura de equilíbrio?
Passo 1
O enunciado coloca um lingote de cobre de
a
em
de água a
num recipiente isolado. O conteúdo principal é calorimetria e entropia:
– Para achar a temperatura de equilíbrio , usamos conservação de energia (
).
– Para achar a variação de entropia de cada parte, usamos
– Para achar a temperatura de equilíbrio
– Para achar a variação de entropia de cada parte, usamos
com
e
.
Passo 2
Escrevemos a equação de conservação de energia:
Passo 3
Substituindo:
Isso dá
Passo 4
Variação de entropia do cobre:
onde
e
.
Como ,
Como
Passo 5
Variação de entropia da água:
onde
e
.
Passo 6
Variação total de entropia do sistema: