Um quilograma de água líquida é aquecida de 20 a
. Calcule a variação de entropia admitindo que o calor específico seja constante e compare este resultado com o obtido utilizando as tabelas de vapor.
Passo 1
Então, a ideia é: a gente tem 1 kg de água líquida que vai de 20 °C a 90 °C. A matéria aqui é termodinâmica – entropia – e o que vamos precisar é:
- A fórmula geral da variação de entropia pra calor sensível com calor específico constante:
- Saber converter graus Celsius em Kelvin.
- Consultar nas tabelas de vapor (steam tables) os valores de
pra água líquida saturada em 20 °C e 90 °C e fazer .
Passo 2
Primeiro, vamos usar o
constante.
- Convertemos temperaturas:
- Adotamos
e . - Escrevemos e resolvemos a integral:
- Calculando numericamente:
Passo 3
Agora, usando as tabelas de vapor (tabela de água saturada líquida):
- Em 20 °C,
. - Em 90 °C,
.
Então
Passo 4
Bora comparar:
- Pelo
constante: . - Pelas tabelas:
.
A diferença é pequenininha (uns 2 %), o que mostra que a aproximação deconstante tava bem de boa pra esse intervalo de temperatura.
Resposta
ΔS (cp constante) ≈ 0,895 kJ/K
ΔS (tabelas de vapor) ≈ 0,878 kJ/K
ΔS (tabelas de vapor) ≈ 0,878 kJ/K