-•7 Em um experimento, 200 g de alumínio (com um calor específico de
) a
são misturados com
de água a
, com a mistura isolada termicamente. (a) Qual é a temperatura de equilíbrio? Quais são as variações de entropia (b) do alumínio, (c) da água e (d) do sistema alumínio-água?
Passo 1
O enunciado descreve uma mistura térmica isolada entre alumínio e água, pede (a) a temperatura de equilíbrio e as variações de entropia (b) do alumínio, (c) da água e (d) do sistema. O conteúdo é calorimetria com conservação de energia e cálculo de variação de entropia de um corpo com calor específico constante.
Passo 2
Aplicamos a conservação de energia: o calor perdido pelo alumínio é igual ao ganho pela água. Em notação,
Dados:
,
,
;
,
,
. Resolvendo para
:
Passo 3
Para a variação de entropia do alumínio, usamos
Convertendo para Kelvin:
,
. Logo,
Passo 4
Para a variação de entropia da água,
com
. Assim,
Passo 5
A variação de entropia total do sistema é a soma:
Resposta
(a)
(b)
(c)
(d)
(b)
(c)
(d)