Calcule
quando 1 mol de vapor de água, inicialmente a
e
, 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 (
) quando 1 mol de vapor de água, que começa a
e
, passa por um processo cíclico onde o calor trocado é
. 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 (
) é zero:
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 (
) pode ser calculada usando a fórmula:
onde:
-
é o calor trocado (em joules), -
é a temperatura absoluta (em kelvin).
Passo 4
Vamos verificar a temperatura. O enunciado diz que a temperatura inicial é
. Para converter para kelvin:
Passo 5
Agora, usamos a fórmula para calcular a variação de entropia do ambiente:
Passo 6
Como a variação de entropia do sistema é zero e a do ambiente é
, a variação total de entropia do universo (
) é:
Resposta
A variação de entropia é
.