Exercícios Resolvidos de Terceira Lei da Termodinâmica

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Enunciado

Determine a entropia absoluta em base mássica do gás hidrogênio H 2 que se encontra a 200   ° C e a 0,1   M P a .

Passo 1

Fala, gente! Esse exercício pede o valor de entropia absoluta em base mássica s do H 2 que tem uma temperatura de 200   ° C e pressão de 0,1   M P a ! Isso é a mesma coisa que pedir pra gente o valor da entropia por unidade de massa! O problema é só temos tabelas que informam o valor da entropia por unidade de k m o l s - . Logo, precisamos converter s - pela fórmula abaixo!

s = s - M

onde M é a massa molar da substância. Como a substância é o H 2 , a massa molar vale:

M = 2,016   k g k m o l

Esse valor é geralmente encontrado em tabelas de gases perfeitos.

Como H 2 pode ser considerado um gás perfeito, podemos encontrar o valor de entropia absoluta por k m o l s - para temperaturas diferentes de 25   ° C em uma tabela parecida com a tabela abaixo.

Agora que já conhecemos a tabela de entropia absoluta por unidade de k m o l , podemos encontrar o valor que precisamos!

Passo 2

Como podemos, ver a tabela possui valores de entropia para temperaturas em kelvin K . Por isso, antes de tudo devemos converter a temperatura em ° C que temos pra K , somando ela com 273,15 .

T = 200 + 273,15

T = 473,15   K

Agora é só encontar a entropia pra H 2 a 473,15   K ! Mas olha que tragédia! Não existe valor de entropia s - para a temperatura de 473,15   K ! Só existe o valor de entropia pra uma temperatura menor de 400   K e outro valor de entropia pra uma temperatura maior de 500   K ! O valor que queremos está entre essas duas temperaturas. Logo, vamos interpolar a tabela!

s - = 120,825 + 125,463 - 120,825 500 - 400 × 473,15 - 400

s - = 124,22   k J k m o l K

Que show! Achamos o valor interpolado de s - !

Substituindo esse valor na fórmula da entropia por unidade de massa s :

s = s - M

s = 124,22 2,016

s = 61 , 617 k J k g

Que iiiiiissso!! Tá ficando craque em cálculo de entropia absoluta, heim?

Resposta

s = 61 , 617 k J k g

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