Calcule as variações de entropia do sistema, de suas vizinhanças, e a variação de entropia total quando 112 g de nitroênio gasoso passa seu volume de 2,0 L a 5,0L (N:14)
numa expansão adiabática reversível.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem um exercício de termodinâmica que pede para calcular as variações de entropia do sistema, das vizinhanças e a variação total de entropia quando 112 g de nitrogênio gasoso faz uma expansão adiabática reversível de 2,0 L para 5,0 L. O conteúdo principal aqui é sobre processos adiabáticos e como calcular mudanças de entropia. Vamos precisar entender o que é entropia, o que significa um processo adiabático e como esses conceitos interagem.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é um processo adiabático. Um processo adiabático é aquele em que não há troca de calor entre o sistema e as vizinhanças. Ou seja, $ Q = 0 $. Além disso, o exercício menciona que a expansão é reversível. Um processo reversível é idealizado, onde o sistema passa por uma série de estados de equilíbrio e a variação de entropia total do universo é zero.

Passo 3

Agora, vamos focar na variação de entropia do sistema ($ \Delta S_{sistema} $). A fórmula para a variação de entropia em um processo reversível é:
De
Mas, como o processo é adiabático ($ Q = 0 $), substituindo na equação:
De
Então, a variação de entropia do sistema é zero.

Passo 4

Em seguida, vamos considerar a variação de entropia das vizinhanças ($ \Delta S_{vizinhas} Deéáãá Q = 0 $) entre o sistema e as vizinhanças. Portanto, a variação de entropia das vizinhanças também será:
Q = 0
Ou seja, nenhuma variação de entropia nas vizinhanças.

Passo 5

Finalmente, vamos calcular a variação de entropia total ($ \Delta S_{total} $) do universo, que é a soma das variações de entropia do sistema e das vizinhanças:
De
Isso confirma que, em um processo adiabático reversível, a entropia total permanece constante.

Resposta

A variação de entropia do sistema, das vizinhanças e a variação total de entropia é zero.

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