Um quilograma de água a
é aquecido até
. Calcule sua variação de entropia. Suponha que o calor específico da água seja constante a
nessa faixa de temperatura.
Passo 1
Beleza, o exercício pede: “Um quilograma de água a 0 °C é aquecido até 100 °C. Calcule a variação de entropia, sabendo que o calor específico da água é constante e vale 4 190 J/(kg·K) nessa faixa.”
Conteúdo: Termodinâmica – Entropia de um processo de aquecimento reversível.
O que vamos precisar:
Conteúdo: Termodinâmica – Entropia de um processo de aquecimento reversível.
O que vamos precisar:
- Definição de entropia (
). - Converter °C em Kelvin.
- Calor trocado em aquecimento a pressão constante (
).
Passo 2
Primeiro, lembre que para um processo reversível a pressão constante:
Então substituímos:
Passo 3
Vamos converter as temperaturas:
T_i = 0 °C = 273,15 K
T_f = 100 °C = 373,15 K
A integral vira:
T_i = 0 °C = 273,15 K
T_f = 100 °C = 373,15 K
A integral vira:
Passo 4
Agora, só colocar os números:
m = 1 kg
c = 4 190 J/(kg·K)
m = 1 kg
c = 4 190 J/(kg·K)
Resposta
A variação de entropia da água é aproximadamente