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
.
b) Qual é a variação de entropia do Universo?
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
. 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:
Onde:
-
é a corrente elétrica (15 A) -
é a resistência (30 Ohms) -
é o tempo (1 s)
Então, substituindo os valores:
Passo 3
Agora que sabemos a quantidade de energia dissipada como calor (
), vamos calcular a variação de entropia (
) do Universo. Quando o calor é transferido para um reservatório térmico a temperatura constante, a variação de entropia é dada por:
Onde:
-
é o calor transferido -
é a temperatura absoluta em Kelvin
Primeiro, precisamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin:
Passo 4
Agora, substituímos os valores na fórmula da entropia:
Resposta
A variação de entropia do Universo é de
.