(2 pontos) Um mol de gás argônio (Ar) contido em
em
foi expandido rapidamente e irreversivelmente até
. Neste processo a temperatura do gás diminuiu para
. Qual foi a variação de entropia do gás argônio? Trate o comportamento do gás como sendo um gás ideal. Explique sua resposta.
Passo 1
O enunciado apresenta um mol de gás argônio ideal com volume inicial
,L e temperatura inicial
. O gás se expande irreversivelmente até
,L e sua temperatura final é
. Queremos calcular a variação de entropia
do gás.
Passo 2
Como entropia é função de estado, podemos calcular
usando um caminho reversível qualquer entre os mesmos estados. Um caminho conveniente é:
— transformação isocórica de a
a volume constante
, seguida de
— transformação isoterma de a
a temperatura constante
.
— transformação isocórica de
— transformação isoterma de
Passo 3
Para um gás ideal monatomic, a variação de entropia ao passar de
para
é dada por
onde
,
,mol e
,J/(mo
).
Passo 4
Substituindo
e os valores numéricos:
Passo 5
Calculando cada termo:
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