Um molde de aço (
), com 40 kg e uma temperatura de
, é resfriado por imersão em 150 kg de óleo (
) a
. Se não houver perdas térmicas:
A) ( 0,5 ponto) Qual será a temperatura final do sistema?
B) ( 1,0 ponto) Qual a variação de entropia do molde (em
)?
C) ( 0,5 ponto) 0 valor encontrado no item anterior foi positivo ou negativo? Justifique
A) ( 0,5 ponto) Qual será a temperatura final do sistema?
B) ( 1,0 ponto) Qual a variação de entropia do molde (em
C) ( 0,5 ponto) 0 valor encontrado no item anterior foi positivo ou negativo? Justifique
Passo 1
O enunciado dá um molde de aço de massa
e capacidade calorífica
inicialmente a
e um óleo de massa
com
a
. Como não há perdas, usaremos conservação da energia para achar a temperatura de equilíbrio e depois calcularemos a variação de entropia do molde.
Passo 2
Pela conservação de energia (calor perdido pelo aço = calor ganho pelo óleo):
Substituindo
,
,
,
,
e
:
Ou seja,
Passo 3
A variação de entropia do molde de aço, admitindo
constante, é
Convertendo
:
O valor é negativo porque o molde de aço perde calor ao se resfriar, diminuindo sua entropia.
Resposta
A)
(equivalente a
).
B)
C) O valor é negativo, pois o molde perde calor e, portanto, sua entropia diminui.
B)
C) O valor é negativo, pois o molde perde calor e, portanto, sua entropia diminui.