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3.5 (a) Calcule Δ H   e Δ S t o t quando dois blocos de cobre, cada qual com 1,0   k g de massa, um a 100 ° C   e outro a 0 ° C , são colocados em contato térmico, num vaso isolado. O calor específico do cobre é 0,385   J   K - 1   g - 1 e aproximadamente constante no intervalo de temperatura considerado.

Passo 1

Opaaa...

Nessa questão vamos usar a equação da capacidade calorífica:

C = m C s

A equação pra variação de entalpia:

Δ H = m C s Δ T

E pra variação de entropia:

Δ S = m C s ln ⁡ T f T i

Passo 2

Como as massas dos blocos são iguais e o calor específico é aproximadamente constante na faixa de temperatura, então pra achar a temperatura final vamos só fazer a média:

T f = T i , 1 + T i , 2 2

T f = 100 + 0 2

T f = 50   ° C

Passo 3

Calculando a variação de entalpia:

- pro primeiro bloco:

Δ H 1 = 1 × 10 3 × 0,385 × 50 - 10 0 = - 19,25   k J

- pro segundo:

Δ H 2 = 1 × 10 3 × 0,385 × 50 - 0 = + 19,25   k J

Então a variação total vai ser:

Δ H t o t = Δ H 1 + Δ H 2

Δ H t o t = 0

Passo 4

E pra variação de entropia: (lembra que aqui precisa colocar a temperatura em Kelvin porque não é uma conta de subtração, é uma divisão)

- primeiro bloco:

Δ S 1 = 1,00 × 10 3 × 0,385 × ln ⁡ 50 + 273,2 1 00 + 273,2

Δ S 1 = - 55,4   J   K - 1

- segundo bloco:

Δ S 2 = 1,00 × 10 3 × 0,385 × ln ⁡ 50 + 273,2 0 + 273,2

Δ S 2 = + 64,7   J   K - 1

Então a variação total:

Δ S t o t = Δ S 1 + Δ S 2

Δ S t o t =   + 9,3   J   K - 1

Acabamoos... próxima?

Resposta

Δ H t o t = 0

Δ S t o t = + 9,3   J   K - 1

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