Uma amostra de gelo sob pressão atmosférica, com massa
, está inicialmente a uma temper
. Essa amostra é aquecida, passa para o estado líquido e continua sendo aquecida até atin temperatura de
. Dados:
.
a) Determine a quantidade de calor que deve ser fornecida para essa amostra de modo a fazê-la temperatura inicial de
para a temperatura final de
( 13 pontos)?
b) Calcule a variação total da entropia da amostra supracitada ao longo de todo o processo ( 12 pontos)
Fórmulas úteis:
a) Determine a quantidade de calor que deve ser fornecida para essa amostra de modo a fazê-la temperatura inicial de
b) Calcule a variação total da entropia da amostra supracitada ao longo de todo o processo ( 12 pontos)
Passo 1
O enunciado trata de aquecer uma amostra de gelo de massa
e temperatura inicial
até líquido a
. O processo envolve três etapas de troca de calor:
- Aquecimento do gelo de
a - Fusão do gelo a
- Aquecimento da água de
a
Para (a) usaremose . Para (b) usaremos
em cada etapa, que se traduz em
Passo 2
Calcular o calor em cada etapa:
A temperatura em kelvin:
A temperatura em kelvin:
- Aquecimento do gelo:
- Fusão do gelo:
- Aquecimento da água:
Passo 3
Somando as três parcelas, o calor total é
Passo 4
Calcular a variação de entropia na etapa de aquecimento do gelo:
Passo 5
Calcular a variação de entropia na fusão a
:
Passo 6
Calcular a variação de entropia no aquecimento da água:
Passo 7
A variação total de entropia é a soma das três:
Resposta
a)
b)
b)