Calcule as variações de entropia do sistema e de suas vizinhanças quando uma amostra de 14,0 g de nitrogênio (mm=28,0 g / mol) a 298 K e 1,00 bar duplica o seu volume (a) numa expansão isotérmica reversível e (b) nume expansão adiabática reversível.
Cv=20,065 / mol cdot K

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede para calcular as variações de entropia do sistema (a amostra de N₂) e das vizinhanças quando 0,50 mol de N₂ (14,0 g ÷ 28,0 g·mol⁻¹) a 298 K e 1,00 bar duplica seu volume.
Matéria: Termodinâmica – Entropia.
O que vamos precisar:
• Converter massa em mols.
• Fórmula de entropia para expansão isotérmica reversível:
De
• Relação calor-entropia no reservatório:
De
• Para expansão adiabática reversível, ΔS_sys = 0 (processo isentrópico) e ΔS_surr = 0.

Passo 2

Calcular o número de mols de N₂:
n = 14,0 rm g28,0 rm gcdot mol^-1 = 0,50 rm mol

Passo 3

(a) Expansão isotérmica reversível
  1. ΔS do sistema:
De
  1. Calor trocado (q_sys) = nRT ln(V₂/V₁):
qrm sys = 0,50times 8,314times 298times ln2 approx 859 rm J
  1. ΔS das vizinhanças:
De

Passo 4

(b) Expansão adiabática reversível
Num processo adiabático reversível não há troca de calor (q_sys = 0), então é isentrópico:
De

Resposta

(a) ΔS_sys = +2,88 J/K, ΔS_surr = −2,88 J/K
(b) ΔS_sys = 0, ΔS_surr = 0

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