USE SEMPRE AS UNIDADES NO SISTEMA SI (Internacional, MKS).
Um gás ideal realiza um ciclo de Carnot. A expansão isotérmica ocorre a 225^circ C e a compressão isotérmica ocorre a 50,0^circ C. O gás absorve 1500 J de calor do reservatório quente durante a expansão isotérmica.
Encontre a variação da entropia em cada ciclo.

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que um gás ideal faz um ciclo de Carnot.
• Processo isotérmico quente a 225 °C (vai absorver calor do reservatório quente).
• Processo isotérmico frio a 50 °C (vai rejeitar calor pro reservatório frio).
• No isotérmico quente ele recebe De.
O assunto é termodinâmica: entropia e processos isotérmicos reversíveis. A gente vai precisar da definição de entropia para um processo reversível
e da relação de um ciclo de Carnot que garante que os processos adiabáticos não trocam calor.

Passo 2

Teoria da entropia em processo isotérmico reversível
Quando a temperatura De é constante e o processo é reversível, a variação de entropia fica simplesmente
Isso vem da definição diferencial e de constante.
– Se o gás recebe calor , é positiva.
– Se o gás cede calor , é negativa.

Passo 3

Calcular Th = 225 + 273,15 = 498,15;rm K na expansão isotérmica quente
  1. Converter 225 °C para Kelvin:
De
  1. Usar :

Passo 4

Calcular QhTh - QcTc = 0 Longrightarrow Qc = Qh ,TcTh na compressão isotérmica fria
Num ciclo de Carnot reversível vale
Tc = 50,0 + 273,15 = 323,15;rm K
  1. Converter 50,0 °C para Kelvin:
Qc = 1500;323,15498,15 approx 973,1;rm J
  1. Calcular De:
  1. Como o gás cede esse calor, :

Passo 5

Somando todas as variações de entropia do ciclo
– Processos adiabáticos não trocam calor, logo não alteram entropia.
– Só temos as duas isotérmicas:
De

Resposta

A variação líquida de entropia em cada ciclo de Carnot é .

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