- Em um experimento de calor específico, 196 g de alumínio a
são misturados com
de água a
.
(a) Calcule a temperatura de equilíbrio.
Determine a variação de entropia:
(b) do alumínio;
© da água.
(d) Calcule a variação da entropia do sistema.
(a) Calcule a temperatura de equilíbrio.
(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
pelo balanço de calor. Primeiro, converte tudo pra kelvin:
- Alumínio:
- Água:
Os calores específicos (aprox.):
Massa·c:
Balanço:
Isolando
:
Em °C isso dá
Passo 3
Agora a variação de entropia do alumínio:
Passo 4
Variação de entropia da água:
Passo 5
Entropia total do sistema é a soma:
Resposta
Temperatura de equilíbrio: