Enunciado

Um estudante universitário, na falta do que fazer, aquece 0,350   k g de gelo a 0   ° C aé ele se fundir completamente. a) Qual é a a variação de entropia da água? b) A fonte de calor é um corpo com massa muito grande a uma temperatura igual a 25   ° C . Qual é a variação de entropia do corpo? c) Qual é a variação total de entropia da água e da fonte de calor?

Passo 1

a) A temperatura da água não varia no processo de fusão do gelo, precisamos do calor necessário para fundir a massa de gelo que o enunciado deu, e usando esse valor, a gente consegue encontrar a variação de entropia da água. Usando a equação de calor latente:

Q = m L f u s ã o

E substituindo Q na equação de entropia:

∆ S = Q T

Ficamos com:

∆ S = m L f u s ã o T

Substituindo os valores, com L f u s ã o = 3,34 × 10 5   J / k g para a água:

∆ S = 0,350   k g 3,34 × 10 5   J / k g 273   K

∆ S = 429   J / K

Passo 2

b) A variação de entropia da fonte, que é muito grande, e por isso, sua temperatura é praticamente constante durante toda a transferência de calor, é:

∆ S = Q / T

Sendo Q o calor liberado para a água, ou seja:

∆ S = - 0,350   k g 3,34 × 10 5 J k g 298   K

∆ S = - 393   J / K

O sinal ficou negativo porque colocamos Q negativo já que o calor é liberado pela fonte.

Passo 3

c) A variação de entropia total do sistema é a soma das variações de entropia do processo de fusão da água e da transferência de calor da fonte:

∆ S = 429   J / K   + ( - 393   J / K )

∆ S = 36   J / K

Resposta

a   429   J / K

b - 393   J / K

c   36   J / K

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

a) calcule a variação de entropia quando ocorre vaporização de 1,0m o l de água (massa molar 18,0g q m o l ) a 100 ° C . b) Repita o calcula da parte (a) para 1,0m o l de nitrogênio líquido, 1,0m o l
Você decide tomar um banho quente, mas descobre que o seu descuidado companheiro de quarto usou quase toda a água quente. Você enche a banheira com 270k g de água e tenta aquece-la mais despejando 5,0
Qual é a variação de entropia de 0,130k g do gás hélio no seu ponto de ebulição normal quando todo ele condensa isotermicamente em 1,0L de hélio líquido? (Sugestão: ver a Tabela 17.4 na seção 17.6.)
Um bloco de gelo de 15,0k g a 0° C se liquefaz a 0° C dentro de uma sala grande com uma temperatura de 20° C . Considere o gelo e a sala um sistema isolado, e suponha que a sala seja grande o bastante