5.8a) Inicialmente a
, a água é aquecida até
pelo contato com um reservatório de calor a
. Qual é a variação de entropia da água? E do reservatório de calor? Qual é o
?
5.8b) Inicialmente a
, primeiramente a água é aquecida até
pelo contato com um reservatório de calor a
e então até
pelo contato com um reservatório a
. Qual é o
?
5.8c) Explique como a água poderia ser aquecida de
a
com
.
5.8b) Inicialmente a
5.8c) Explique como a água poderia ser aquecida de
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado nos apresenta uma situação de termodinâmica onde a água é aquecida de
para
usando um reservatório de calor a
. Vamos precisar entender o conceito de entropia na termodinâmica e como calcular a variação dela tanto para a água quanto para o reservatório. No final, vamos encontrar a variação total de entropia do sistema.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a variação de entropia da água. A entropia (
) é uma medida da desordem ou da dispersão de energia em um sistema. Quando a água é aquecida a uma temperatura constante, a variação de entropia pode ser calculada usando a fórmula:
Onde:
-
é a variação de entropia da água. -
é a quantidade de calor absorvida pela água. -
é a temperatura constante em Kelvin.
Sabemos que a água está sendo aquecida de
para
, e o reservatório está a
, que em Kelvin é:
Vamos considerar a capacidade calorífica da água, mas como não foi fornecido um valor específico, vamos supor que
é a quantidade de calor fornecida necessária para aquecer a água.
Passo 3
Agora, vamos calcular a variação de entropia do reservatório de calor. O reservatório está liberando calor para a água, então a quantidade de calor que ele perde é
. A variação de entropia do reservatório é então:
Aqui, usamos a mesma temperatura
, já que o reservatório mantém essa temperatura constante durante o processo.
Passo 4
Por fim, vamos encontrar a variação total de entropia do sistema, que é a soma das variações de entropia da água e do reservatório:
Resposta
A variação total de entropia do sistema é
.