Calcule as variações de entropia do sistema e de suas vizinhanças quando uma amostra de
de nitrogênio
a
e
bar duplica o seu volume (a) numa expansão isotérmica reversível e (b) nume expansão adiabática reversível.
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:
Matéria: Termodinâmica – Entropia.
O que vamos precisar:
• Converter massa em mols.
• Fórmula de entropia para expansão isotérmica reversível:
• Relação calor-entropia no reservatório:
• Para expansão adiabática reversível, ΔS_sys = 0 (processo isentrópico) e ΔS_surr = 0.
Passo 2
Calcular o número de mols de N₂:
Passo 3
(a) Expansão isotérmica reversível
- ΔS do sistema:
- Calor trocado (q_sys) = nRT ln(V₂/V₁):
- ΔS das vizinhanças:
Passo 4
(b) Expansão adiabática reversível
Num processo adiabático reversível não há troca de calor (q_sys = 0), então é isentrópico:
Num processo adiabático reversível não há troca de calor (q_sys = 0), então é isentrópico:
Resposta
(a) ΔS_sys = +2,88 J/K, ΔS_surr = −2,88 J/K
(b) ΔS_sys = 0, ΔS_surr = 0
(b) ΔS_sys = 0, ΔS_surr = 0