Enunciado

Um balão solitário com um volume de 2,40   L e contendo 0,100   m o l de ar é solto na Estação Espacial Internacional, que está temporariamente desabitada e despressurizada. A luz do sol entrando por uma janela aquece e explode o balão, fazendo com que o ar dentro dele passe por uma expansão livre dentro da estação vazia, cujo volume total é 425   m 3 .Calcule a variação de entropia do ar durante a expansão

Passo 1

O processo, como é dito no enunciado, é uma expansão livre, podemos calcular a variação de entropia usando a equação para a expansão livre:

∆ S = n R ln ⁡ V 2 V 1

Basta fazermos a conversão de 2,40   L para m 3 do volume inicial do processo:

V 1 = 2,40   L = 2,40 × 10 3     m 3

E substituir os valores dados e a constante R na equação:

∆ S = ( 0,100   m o l ) ( 8,314   J / m o l ⋅ K ) ln ⁡ 425   m 3 2,40 × 10 3     m 3

∆ S = 10,0   J / K

Resposta

∆ S = 10,0   J / K

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