Calcule o trabalho realizado quando
de um gás ideal que ocupa um volume de
a
e
é expandido isotérmica e reversivelmente até o dobro de seu volume em um sistema que é mantido a
por meio de um banho de gelo. Calcule também
para esta mudança de estado.
Passo 1
Beleza, vamos por partes. A questão pede pra calcular o trabalho e a variação de entropia (ΔS) numa expansão isotérmica e reversível de um gás ideal, a 0 °C (273,15 K). Você vai precisar de:
- Equação dos gases ideais:
- Fórmula do trabalho reversível isotérmico:
- Definição de entropia numa transformação reversível:
Passo 2
Anotando os dados:
-
mol -
K - Volume inicial
L - Volume final
L - Constante dos gases:
Como é isotérmico, a temperatura não muda e usamos diretamente
Passo 3
Calculemos o trabalho:
- Razão de volumes:
. - Logaritmo:
. - Produto
:
- Trabalho:
Passo 4
Agora a variação de entropia:
Resposta
w =
;J
ΔS = ;J/K
ΔS =