Um cubo de gelo de 17 g a
é colocado num lago que está a
. Calcule a variação de entropia do lago depois que é atingido o equilíbrio térmico. O calor específico do gelo é
, o calor específico da água é
; o calor de fusão do gelo:
. (Sugestão: O cubo de gelo afetará a temperatura do lago?). A resposta está em cal/K
(a) 5,5
(b) 5,1
© 3,2
(d) 3,8
(e) 4,2
(a) 5,5
(b) 5,1
© 3,2
(d) 3,8
(e) 4,2
Passo 1
O enunciado diz que um cubo de gelo de massa
, à temperatura inicial
, é mergulhado num lago a
. Queremos a variação de entropia do lago quando tudo atinge equilíbrio.
Conteúdo: termodinâmica – entropia de uma fonte térmica quase infinita (temperatura constante).
O que precisamos:
Conteúdo: termodinâmica – entropia de uma fonte térmica quase infinita (temperatura constante).
O que precisamos:
- Calcular o calor
absorvido pelo gelo até chegar a (aquecimento de , fusão, aquecimento ). - Como o lago mantém
praticamente constante, , sendo .
Passo 2
Calcular o calor absorvido pelo gelo em três etapas:
- Aquecimento do gelo de
:
- Fusão do gelo a
:
- Aquecimento da água formada de
:
Total absorvido pelo gelo:
Passo 3
O lago perde essa mesma quantidade de calor (sinal trocado):
Como a temperatura do lago é constante em
, usamos