Um recipiente de paredes adiabáticas contém 2 L de água a
. Coloca-se nele um bloco de 500 g de gelo a
.
a) Calcule a temperatura final do sistema. Tome
para o calor latente de fusão do gelo.
b) Calcule a variação de entropia do sistema.
a) Calcule a temperatura final do sistema. Tome
b) Calcule a variação de entropia do sistema.
Passo 1
O enunciado diz que temos um recipiente adiabático contendo
L de água a
(ou seja,
g,
) e colocamos nele
g de gelo a
.
a) Precisamos usar conservação de energia (calorímetro adiabático) para achar a temperatura final .
b) Depois calcularemos a variação total de entropia do sistema, somando a entropia perdida pela água que esfria com a entropia ganha pelo gelo que funde e aquece.
a) Precisamos usar conservação de energia (calorímetro adiabático) para achar a temperatura final
b) Depois calcularemos a variação total de entropia do sistema, somando a entropia perdida pela água que esfria com a entropia ganha pelo gelo que funde e aquece.
Passo 2
Equilíbrio de calor: o calor cedido pela água ao esfriar de
a
serve para fundir o gelo e, em seguida, aquecer essa água de fusão de
a
.
Usando cal/
e
cal/g, escrevemos
Usando
Isso dá
Passo 3
Variação de entropia da água que esfria de
(
K) a
(
K):
Passo 4
Variação de entropia do gelo inicialmente a
(
K), que primeiro funde e depois a água resultante aquece até
(
K):
- Entropia de fusão:
- Entropia de fusão:
- Entropia do aquecimento da água derretida:
Passo 5
Somando tudo:
Numericamente,
Resposta
Temperatura final:
Variação de entropia do sistema:
Variação de entropia do sistema: