A temperatura de
de
aumenta de
até
, em volume constante. Qual é a variação de entropia do hélio? Imagine comportamento ideal e use
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos 1,00 mol de hélio gasoso que está passando de uma temperatura de
para
mantendo o volume constante. Queremos descobrir qual foi a variação de entropia desse hélio durante esse processo. Para resolver isso, vamos precisar saber sobre termodinâmica, especificamente sobre como calcular a variação de entropia em processos isotérmicos ou a volume constante.
Passo 2
Primeiro, vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, porque nas equações termodinâmicas a temperatura precisa estar nessa escala. A conversão é feita adicionando 273,15 à temperatura em Celsius.
Passo 3
Agora, vamos usar a fórmula da variação de entropia (
) para um processo a volume constante. A fórmula é:
Onde:
-
é a quantidade de mols (no caso, 1,00 mol), -
é a capacidade calorífica molar a volume constante, -
e são as temperaturas inicial e final em Kelvin.
Passo 4
Substituindo os valores na fórmula:
Aqui, usamos
porque o hélio é um gás monoatômico, e para esses gases, a capacidade calorífica a volume constante é
, onde
é a constante dos gases ideais (
).
Calculando o logaritmo natural:
Agora, substituindo os valores: