Calcule De quando 1 mol de vapor de água, inicialmente a 200 ^circ C e 1,00 atm, efetua um processo cíclico a q = -145 J.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de termodinâmica! A gente precisa calcular a variação de entropia ( De) quando 1 mol de vapor de água, que começa a 200,^circC e 1,00,atm, passa por um processo cíclico onde o calor trocado é q = -145,J. Para isso, vamos usar conceitos de entropia e processos termodinâmicos.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é um processo cíclico. Nesse tipo de processo, o sistema retorna ao seu estado inicial após passar por várias etapas. Isso significa que a variação total de entropia do sistema ( De) é zero:
De

Passo 3

Mesmo que a entropia do sistema não mude, a entropia do ambiente pode mudar devido à troca de calor. A variação de entropia do ambiente ( De) pode ser calculada usando a fórmula:
De
onde:
  • q é o calor trocado (em joules),
  • T é a temperatura absoluta (em kelvin).

Passo 4

Vamos verificar a temperatura. O enunciado diz que a temperatura inicial é 200,^circC. Para converter para kelvin:
T = 200 + 273,15 = 473,15,K

Passo 5

Agora, usamos a fórmula para calcular a variação de entropia do ambiente:
De

Passo 6

Como a variação de entropia do sistema é zero e a do ambiente é -0,306,J/K, a variação total de entropia do universo ( De) é:
De

Resposta

A variação de entropia é De.

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