Em uma expansão isotérmica reversível de um gás ideal a 300 K de 1 L para 10 L , com pressão inicial de 20,27 bar, calcule
para o gás.
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que o problema pede e qual conteúdo vamos usar.
Enunciado simplificado: temos uma expansão isotérmica e reversível de um gás ideal a 300 K, que passa de 1 L para 10 L, com pressão inicial de 20,27 bar. Queremos achar a variação de entropia ΔS do gás.
Conteúdo/matéria: Termodinâmica — lei dos gases ideais e entropia em processo isotérmico reversível.
O que precisamos:
Enunciado simplificado: temos uma expansão isotérmica e reversível de um gás ideal a 300 K, que passa de 1 L para 10 L, com pressão inicial de 20,27 bar. Queremos achar a variação de entropia ΔS do gás.
Conteúdo/matéria: Termodinâmica — lei dos gases ideais e entropia em processo isotérmico reversível.
O que precisamos:
- Usar a lei dos gases ideais
para descobrir a quantidade de matéria . - Aplicar a fórmula da variação de entropia em expansão isotérmica reversível:
Passo 2
Calcular o número de mols
a partir do estado inicial.
A lei dos gases ideais é
A lei dos gases ideais é
Então
Primeiro, vamos cuidar das unidades:
–
–
–
– (constante dos gases em L·bar)
–
–
–
–
Substituindo:
Passo 3
Agora usamos a fórmula da entropia em processo isotérmico reversível:
Sabemos que
e
. Vamos trocar
para J/(mol·K), que é mais comum para entropia:
Logo,
Sabendo que
: