Calcule a variação de entropia na mistura isobárica e adiabática de um quilograma de água a 300 K com igual quantidade de água a
de água é de
.grau
.
Passo 1
O enunciado pede para calcular a variação de entropia ao misturar, sob pressão constante e sem troca de calor com o meio, 1 kg de água a 300 K com 1 kg de água a 350 K. O conteúdo de termodinâmica envolvido é equilíbrio térmico adiabático e cálculo de entropia com capacidade térmica constante, Cp = 1 cal·g⁻¹·K⁻¹.
Passo 2
Como o processo é adiabático e isobárico, a energia interna total se conserva. Usando Cp constante, escrevemos para cada massa (1 kg = 1000 g):
Cancelando Cp·m, obtemos
Logo,
Passo 3
Para a variação de entropia total, somamos as contribuições de cada porção de água como processo reversível de aquecimento ou resfriamento:
Substituindo m=1000 g e Cp=1 cal·g⁻¹·K⁻¹, temos
Passo 4
Calculando numericamente:
Resposta
ΔS=6,16 cal/K