Calcule o valor de
se um mol de um gás ideal é expandido reversivelmente e isotermicamente de
para
. Explique o sinal de
. Calcule a variação de entropia da vizinhança e total. (
Passo 1
O enunciado pede a variação de entropia de
mol de um gás ideal que se expande reversivelmente e isotermicamente de
,
para
,
. Vamos usar a definição
e para um gás ideal em processo isotérmico sabemos que
Passo 2
Para o sistema temos
e portanto
Substituindo
,
,
e
obtém-se
O sinal positivo indica que a entropia do gás aumenta, pois a expansão eleva o número de arranjos microestatais disponíveis.
Passo 3
A vizinhança (ambiente térmico) cede calor ao sistema, logo
O sinal negativo reflete a perda de entropia da vizinhança ao doar calor.
Passo 4
A variação total de entropia é
Em processos reversíveis isotérmicos não há produção líquida de entropia.