Questão 10. Sempre que um gás se expande, o gás sofre um aumento da entropia. Uma amostra de metano gasoso de massa igual a 25 g , a 250 K e 185 KPa se expande isotermicamente e (a) reversivelmente, (b) irreversivelmente até que sua pressão seja de
. Calcule a variação de entropia do gás.
Passo 1
O enunciado dá uma amostra de metano gasoso de massa
,g, à temperatura constante
,K, que se expande isoter-micamente de uma pressão inicial
,kPa até
,kPa. Queremos a variação de entropia
do gás, assumindo comportamento de gás ideal.
Passo 2
Calculamos o número de mols
do metano (
) usando a massa molar
,g/mol:
Passo 3
Para uma expansão isotérmica e reversível de um gás ideal aplica-se
Como
é constante em processo isotérmico,
. Assim,
Calculando numericamente:
Passo 4
A entropia é função de estado, logo sua variação entre dois estados termodinâmicos independe do caminho. Mesmo num processo irreversível que leve de
a
a
do gás será a mesma do caso reversível.
Resposta
(a)
,J/K (expansão reversível)
(b) ,J/K (expansão irreversível)
(b)