Quais são as variações de entropia para compressão isotérmica de um mol de gás ideal de 1 atm a 5 atm a
se a compressão é conduzida:
a) Reversivelmente.
b) Irreversivelmente usando uma pressão externa de 100 atm a fim de alcançar o mesmo volume final do item anterior.
a) Reversivelmente.
b) Irreversivelmente usando uma pressão externa de 100 atm a fim de alcançar o mesmo volume final do item anterior.
Passo 1
O enunciado pede a variação de entropia de um mol de gás ideal em compressão isotérmica de
,atm para
,atm à temperatura constante de
. O conteúdo necessário envolve:
– a definição de entropia e
– a relação de estado do gás ideal , para relacionar pressões e volumes.
– a definição de entropia
– a relação de estado do gás ideal
Passo 2
Como a entropia é função de estado, para o sistema gás ideal entre os estados inicial e final temos
e, pela isoterma e
,
Substituindo
,
,J,K{-1},mol{-1}),
,
Passo 3
a) No caso reversível, o calor trocado é
logo
Passo 4
b) Para a compressão irreversível contra
,atm até o mesmo volume final:
. Calcule volumes inicial e final via
e
.
. A variação de volume é
.
. O trabalho feito sobre o gás (convenção termodinâmica) é
Resposta
a)
,
,
.
b) ,
,
.
b)