8-Um bloco de gelo com massa de 235 g derrete (reversivelmente). A temperatura permaneceu em 0 ^circ C durante todo processo. (a) Qual a variação de entropia para o gelo? (b) Qual a variação de entropia do ambiente? (c) qual a variação de entropia do universo?
Dados: LFágua =333,5 kJ / kg
(a) 287 J / K; (b) -287 J / K; (c) 0.

Passo 1

O enunciado dá um bloco de gelo de massa m=235 g que derrete de forma reversível à temperatura constante de 0^circC. Precisamos calcular a variação de entropia do gelo De<a S>=lo, do ambiente De<a Samb e do universo De<a Suniv. O conceito usado é que, em processo reversível a temperatura constante,
De<a S=QrevT

Passo 2

Calcular o calor absorvido pelo gelo usando sua entalpia de fusão. Convertendo massa para quilogramas e latent heat para joules:
m=0,235,kg, Lf=333,5,kJkg=333,5times10^3,Jkg
Logo,
Qrev=m,Lf =0,235times(333,5times10^3) =78372,5;J

Passo 3

A temperatura em kelvin é
T=0^circC+273,15=273,15;K
Então a variação de entropia do gelo é
De<a S>=lo =QrevT =78372,5273,15 approx286,99;J/K approx287;J/K

Passo 4

O ambiente cede esse mesmo calor ao gelo, logo
De<a Samb =-QrevT =-287;J/K

Passo 5

A variação de entropia do universo é soma das duas contribuições:
De<a Suniv =De<a S>=lo+De<a Samb =287+(-287)=0;J/K

Resposta

(a) De<a S>=lo=287;J/K
(b) De<a Samb=-287;J/K
(c) De<a Suniv=0;J/K

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