Qual a variação de entropia do universo quando:
(b) 15 g de água a
misturam-se a 60 g de um determinado metal com calor específico с
, a
?
(b) 15 g de água a
Passo 1
O enunciado pede a variação de entropia do universo quando
g de água a
misturam-se a
g de metal a
, com
. Como o sistema (águ
etal) está isolado, a variação de entropia do universo é
Para isso precisamos (
) determinar a temperatura de equilíbrio
e (
) calcular cada
.
Passo 2
Determinar
pela conservação de energia (calor perdido pelo metal
calor ganho pela água):
Substituindo
,
,
(
),
,
,
(
):
Isto é
ou seja
.
Passo 3
Calcular
como processo reversível de aquecimento de
a
:
Numericamente
, logo
Passo 4
Calcular
como resfriamento de
a
:
Temos
e
, portanto
Passo 5
Somando as duas contribuições:
Resposta
A variação de entropia do universo é aproximadamente
.