Calcule a variação de entropia das vizinhanças quando
1 J , a energia de uma única batida do coração, é liberada para as vizinhanças a
(temperatura do corpo humano);
1 J , a energia de uma única batida do coração, é liberada para as vizinhanças a
Passo 1
O que o problema pede: calcular a variação de entropia das vizinhanças (ou seja, do meio ao redor do coração) quando
de energia é liberada para elas à temperatura de
.
Dados fornecidos:
- Quantidade de calor liberada para as vizinhanças:
. - Temperatura das vizinhanças (temperatura do corpo):
.
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar (aulas rápidas e diretas, sem enrolação):
- Entropia é uma grandeza termodinâmica que mede a dispersão da energia; sua variação quando um reservatório isotérmico (temperatura constante) recebe ou perde calor é dada por
- Aqui
é a variação de entropia em , é o calor trocado de forma reversível em joules e é a temperatura absoluta em kelvin ( ). - Observação prática: mesmo que a batida do coração não seja um processo reversível, as vizinhanças podem ser tratadas como um reservatório aproximadamente isotérmico (a temperatura corporal não muda apreciavelmente por
local), então para calcular a variação de entropia do meio usamos a expressão com sendo o calor absorvido pelas vizinhanças. - Sinal: como a energia foi liberada para as vizinhanças, elas recebem calor; portanto
e a variação de entropia das vizinhanças será positiva.
Passo 3
Converter a temperatura de
para kelvin (temperatura absoluta), porque a fórmula exige
em kelvin:
Passo 4
Aplicar a fórmula
com os valores conhecidos:
Fazendo a divisão (mostrando o cálculo para fazer na prova sem calculadora:
é aproximadamente
), portanto
Passo 5
Interpretação rápida e incentivo: a variação de entropia das vizinhanças por uma batida que libera
é pequena (alguns milésimos de joule por kelvin), e é positiva, o que faz sentido físico: energia dispersa para o meio aumenta a entropia dele. Bom trabalho até aqui — essas contas curtas e diretas são justamente o tipo que cai na prova!