1 Um dispositivo pistão-cilindro contém uma mistura líquido-vapor de água a 300 K . Durante um processo a pressão constante, 750 kJ de calor são transferidos para a água. Como resultado, parte do líquido no cilindro vaporiza. Determine a variação de entropia da água durante este processo.

Passo 1

O enunciado descreve um processo isobárico (pressão constante) em que uma mistura saturada de água líquido-vapor a 300 K recebe 750 kJ de calor, fazendo parte do líquido vaporizar. O que se pede é a variação de entropia \Delta S da água nesse processo.

Passo 2

Em termodinâmica, para um processo reversível a temperatura constante, a variação de entropia é dada por
\Delta S \;=\;\int \frac{\delta Q_\text{rev}}{T}
Como a temperatura é constante em 300 K e supondo que o calor transferido é reversível, basta aplicar
\Delta S \;=\;\frac{Q_\text{rev}}{T}\,.

Passo 3

Substituindo Q_\text{rev}=750 kJ e T=300 K,
\Delta S \;=\;\frac{750\\ \mathrm{kJ}}{300\\ \mathrm{K}} \;=\;2{,}5\\ \mathrm{kJ/K}\,.

Resposta

\displaystyle \Delta S = 2{,}5\\ \mathrm{kJ/K}

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