A corrente elétrica de 15A é mantida durante 1 seg. em um resistor de 30 Ohms, enquanto a temperatura do resistor é conservada constante a 27^circ C.
b) Qual é a variação de entropia do Universo?

Passo 1

Então, vamos lá! A gente tem um problema de eletricidade envolvendo um resistor. A corrente elétrica que passa pelo resistor é de 15 A e isso acontece por 1 segundo. O resistor tem uma resistência de 30 Ohms e a temperatura dele é mantida constante em 27^circ C. A questão quer saber qual é a variação da entropia do Universo nesse processo. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de energia elétrica e termodinâmica, especificamente sobre como a energia se transforma em calor e como isso afeta a entropia.

Passo 2

Primeiro, vamos descobrir quanta energia elétrica está sendo dissipada no resistor. A fórmula para calcular a energia elétrica dissipada em um resistor é:
Q = I^2 times R times t
Onde:
  • I é a corrente elétrica (15 A)
  • R é a resistência (30 Ohms)
  • t é o tempo (1 s)
Então, substituindo os valores:
Q = (15)^2 times 30 times 1 = 225 times 30 = 6750 , Jou<=s

Passo 3

Agora que sabemos a quantidade de energia dissipada como calor ( Q = 6750 , J), vamos calcular a variação de entropia ( De) do Universo. Quando o calor é transferido para um reservatório térmico a temperatura constante, a variação de entropia é dada por:
De
Onde:
  • Q é o calor transferido
  • T é a temperatura absoluta em Kelvin
Primeiro, precisamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin:
T = 27^circ C + 273 = 300 , K

Passo 4

Agora, substituímos os valores na fórmula da entropia:
De

Resposta

A variação de entropia do Universo é de 22,5 , J/K.

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