Relação fundamental e gás ideal
A partir dos resultados acima tome o limite de temperatura tendendo a zero com pressão constante e explique se o gás ideal satisfaz a terceira lei da termodinâmica.
A partir dos resultados acima tome o limite de temperatura tendendo a zero com pressão constante e explique se o gás ideal satisfaz a terceira lei da termodinâmica.
Passo 1
Beleza, a gente tem um gás ideal e quer ver o que rola com a entropia quando a temperatura
vai a zero, mantendo a pressão
constante. Isso é termodinâmica (entropia, leis da termodinâmica) e vamos precisar da expressão da entropia de um gás ideal em função de
e
.
Passo 2
A teoria diz que, tomando um estado de referência
em que a entropia vale
, a entropia do gás ideal num outro estado
é
onde
-
é o calor específico a pressão constante, -
é a constante universal dos gases.
Essa fórmula vem da integração da diferença de entropia:
Passo 3
Agora seguramos a pressão fixa em
. Então o termo
some (fica zero) e sobra
Passo 4
A gente avalia o limite quando
:
Ou seja, a entropia cai sem parar e vai para menos infinito.
Resposta
Como a entropia do gás ideal tende a
quando
a
constante, ela não se aproxima de um valor finito (zero, por exemplo) como exige a terceira lei da termodinâmica. Portanto, o gás ideal não satisfaz a terceira lei.