1. Em um experimento de calor específico, 196 g de alumínio a 107^circ C são misturados com 52,3 g de água a 18,6^circ C.
    (a) Calcule a temperatura de equilíbrio.
Determine a variação de entropia:
(b) do alumínio;
© da água.
(d) Calcule a variação da entropia do sistema.

Passo 1

Beleza, temos um exercício de calor específico e entropia. A ideia é primeiro achar a temperatura de equilíbrio quando misturamos alumínio quente com água mais fria. Depois, calcular a variação de entropia de cada um e do sistema todo. Para isso vamos precisar de:
  • Fórmula de conservação de energia (balanço de calor):

    com .
  • Fórmula de entropia para troca de calor reversível a calor específico constante:
    .
    Ah, e a temperatura sempre em kelvin (K)!

Passo 2

Calcular CAl=196times0,897=175,66;J/K, CH₂O=52,3times4,18=218,61;J/K pelo balanço de calor. Primeiro, converte tudo pra kelvin:
  • Alumínio: CAl(Tf-Ti,Al)+CH₂O(Tf-Ti,H₂O)=0
  • Água: Tf=CAl,Ti,Al+CH₂O,Ti,H₂O CAl+CH₂O =175,66cdot380,15+218,61cdot291,75175,66+218,61 approx331,19;K
Os calores específicos (aprox.):
Massa·c:
Balanço:
Isolando :
Em °C isso dá

Passo 3

Agora a variação de entropia do alumínio:
De

Passo 4

Variação de entropia da água:
De

Passo 5

Entropia total do sistema é a soma:
De

Resposta

Temperatura de equilíbrio:


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