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.
a) Qual é a variação de entropia do resistor?

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um resistor de 30 Ohms onde uma corrente elétrica de 15 A é mantida durante 1 segundo. A temperatura do resistor é constante, a 27^circ C. A pergunta é: qual é a variação de entropia desse resistor?
Aqui, estamos lidando com conceitos de Eletrodinâmica e Termodinâmica, especificamente sobre como a energia elétrica é convertida em calor e como isso afeta a entropia do sistema. Vamos precisar calcular a quantidade de calor gerada e depois usar essa informação para encontrar a variação de entropia.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de energia elétrica convertida em calor no resistor. A fórmula para a energia elétrica dissipada é:
E = P times t
onde P é a potência e t o tempo.
A potência elétrica P pode ser calculada usando a lei de Joule:
P = I^2 times R
Substituindo os valores fornecidos:
P = (15, A)^2 times 30, Omega = 225 times 30 = 6750, W
Então, a energia dissipada em 1 segundo é:
E = 6750, W times 1, s = 6750, J

Passo 3

Agora, vamos calcular a variação de entropia. A entropia relacionada ao calor transferido em um processo a temperatura constante é dada por:
De
onde Q é o calor transferido e T é a temperatura em Kelvin.
Sabemos que o calor Q é igual à energia dissipada E:
Q = 6750, J
Precisamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin:
T = 27^circ C + 273,15 = 300,15, K

Passo 4

Agora, aplicamos os valores na fórmula da entropia:
De

Resposta

A variação de entropia do resistor é aproximadamente 22,48, J/K.

Exercícios relacionados