Um tanque rígido contém um gás ideal, a 40^circ C que está sendo agitado através de uma hélice. A hélice realiza 200 kJ de trabalho sobre o gás ideal. Observou-se que a temperatura do gás ideal permanece constante durante o processo, como um resultado de transferência de calor entre o sistema e o ambiente a 30^circ C. Determinar a variação de entropia do gás ideal.
Resp.: 0.

Passo 1

Beleza, aqui o que a questão diz é: num tanque rígido (ou seja, volume constante) você tem um gás ideal a 40 °C. Uma hélice faz 200 kJ de trabalho sobre o gás e, pra manter a temperatura constante, esse calor extra é liberado pro ambiente a 30 °C. Te pedem a variação de entropia do gás ideal.
Conteúdo que vamos usar:
  • Entropia é função de estado (só depende de T e V, não do caminho).
  • Para um gás ideal, podemos usar a fórmula
De

Passo 2

Lembra que, mesmo sendo um processo irreversível (por causa da hélice), a variação de entropia do sistema só depende dos estados inicial e final. Ou seja, pode “inventar” um caminho reversível qualquer que leve de (T₁,V₁) a (T₂,V₂) e usar .

Passo 3

Aqui T₁ = T₂ (40 °C em Kelvin dá 313,15 K) e V₁ = V₂ (tanque rígido). Então, na fórmula do gás ideal:
lnT2T1 = ln 1 = 0, lnV2V1 = ln 1 = 0

Resposta

boxedDeá

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