Um mol de um gás ideal é comprimido isotérmica e irreversivelmente de 3 bar até 7 bar. O trabalho envolvido é
maior que o trabalho correspondente a uma compressão isotérmica reversível. Durante a compressão, calor é transferido para um reservatório térmico a 300 K . Calcule a variação de entropia:
a) Do gás
b) Do reservatório
c) Total
a) Do gás
b) Do reservatório
c) Total
Passo 1
O enunciado descreve a compressão isotérmica irreversível de um mol de gás ideal de
bar até
bar a
K, em que o trabalho é
maior que o trabalho reversível. Durante o processo, calor flui para um reservatório térmico também a
K. Queremos calcular as variações de entropia do gás, do reservatório e do sistema total. Usaremos que, para gás ideal, entropia é função de estado e, em processo isotérmico,
além de
e, como
, obtemos
.
Passo 2
Como
, fica
Passo 3
O trabalho de compressão isotérmica reversível é
Como o processo é irreversível com
a mais de trabalho:
Esse calor sai do gás e entra no reservatório, logo
J e
Passo 4
A variação total de entropia é