Um sistema isolado consiste em um reservatório fechado de alumínio com massa de
contendo 1 kg de óleo de máquina usado, ambos inicialmente a 550 C e imersos em um banho de 10 kg de água líquida inicialmente a 20 oC ., Permite-se que o sistema atinja o equilíbrio. Determine: a) a temperatura final em oC, b) a variaçào da entropia, em
, para o reservatório de alumínio, o óleo e a água, c) a quantidade de entropia gerada, em kJ/K.
Passo 1
O enunciado descreve um sistema isolado formado por um reservatório de alumínio (massa
) contendo óleo de máquina (massa
) inicialmente a
, imerso em
de água inicialmente a
.
Conteúdo: calorimetria (balanço de energia) e entropia de substâncias de calor específico constante.
Fórmula de entropia de cada parte:
Conteúdo: calorimetria (balanço de energia) e entropia de substâncias de calor específico constante.
Fórmula de entropia de cada parte:
Usaremos calores específicos típicos constantes:
Passo 2
Como o sistema é isolado, o calor perdido pelo alumínio e pelo óleo é igual ao ganho pela água. Escrevemos
Substituindo valores:
Passo 3
Simplificando a equação:
Passo 4
Agora calculamos a variação de entropia de cada subsistema usando temperaturas em kelvin:
Passo 5
A entropia gerada no processo isolado é a soma das variações:
Resposta
a)
b)
c)
b)
c)