Um cubo de gelo de 17 g a -18^circ C é colocado num lago que está a 15^circ C. Calcule a variação de entropia do lago depois que é atingido o equilíbrio térmico. O calor específico do gelo é 0,50 cal / g^circ C, o calor específico da água é 1 cal / g^0 C; o calor de fusão do gelo: 80 cal / g. (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

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:
  1. Calcular o calor absorvido pelo gelo até chegar a (aquecimento de , fusão, aquecimento ).
  2. Como o lago mantém praticamente constante, , sendo .

Passo 2

Calcular o calor absorvido pelo gelo em três etapas:
  1. Aquecimento do gelo de Q1 = m,crm >=lo,De:
Q2 = m,Lf = 17cdot80 =1360 rm cal
  1. Fusão do gelo a Q3 = m,crm água,De:
Qrm >=lo=Q1+Q2+Q3=153+1360+255=1768 rm cal
  1. Aquecimento da água formada de :
á
Total absorvido pelo gelo:

Passo 3

O lago perde essa mesma quantidade de calor (sinal trocado):
Qrm lago=-,1768 rm cal
Como a temperatura do lago é constante em De, usamos

Resposta

.

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