Enunciado

Uma barra de latão está em contato térmico com uma fonte de calor a uma temperatura constante de 130 ° C em uma extremidade e com uma fonte de calor a uma temperatura constante de 24,0   ° C na outra extremidade. (a) Calcule a variação total da entropia do sistema barra-fontes quando 5030   J de energia são transferidos de uma fonte para a outra através da barra. (b) A entropia da barra vazia?

Passo 1

(a) Show de bolinhas rapaziada, como as fontes tem temperatura constante, a variação da entropia em cada uma delas é dada por essa fórmula:

Δ S = Q T

Convertendo as duas temperaturas para Kelvin, achamos:

T 1 = 24 °   C = 297   K

T 2 = 130 °   C = 403   K

E então a variação total da entropia (já que esse calor flui através da barra) será:

Δ S = 5030 T 1 - 5030 T 2

∆ S = 5030 297 - 5030 403

∆ S = 4,45   J/K

Passo 2

(b) Iradoso, e como as duas fontes têm temperaturas constantes, eventualmente o sistema todo vai estar em estado estacionário (ou seja, a temperatura em cada ponto vai parar de mudar).

Além disso, no estado estacionário, o fluxo de calor em todos os pontos é o mesmo, por isso todo o calor que flui para “dentro” da barra também flui para “fora”.

Essas duas informações permitem que a gente conclua que:

Δ S = ∫ d Q T = 0

Resposta

(a) Δ S = 4,45   J/K .

(b) Δ S = 0 .

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Um sistema completa um ciclo que consiste em seis etapas quase-estáticas, realizando um trabalho total de 100 J. Durante a etapa 1 o sistema absorve 300 J de calor de um reservatório a 300 K, durante
Estime a variação da entropia do universo associada a um mergulhador olímpico saltando na água a partir de uma plataforma de 10 m de altura.
Se um bloco de 2,00 kg de chumbo, a 100ºC, é largado em um lago a 10,0ºC, determine a variação da entropia do universo.
Um bloco de 200 kg de gelo, a 0,0ºC, é colocado em um grande lago. A temperatura do lago é levemente superior a 0,0ºC, e o gelo se funde lentamente. Qual é a variação da entropia do gelo? Qual é a var
Neste problema, 2,00 mols de um gás têm, inicialmente, uma temperatura de 400 K e um volume de 40,0 L. O gás sofre uma expansão livre adiabática até o dobro do seu volume inicial. Quais são: Qual é a