Enunciado

89. Uma partição divide um tanque rígido isolado em duas partes iguais. Inicialmente, uma parte contém 5 kmol de um gás ideal a 250 kPa e 40 °C, e o outro lado é evacuado. A partição é removida, e o gás preenche todo o tanque. Determine a variação total da entropia durante esse processo.

Passo 1

Tomando todo o tanque rígido como sistema, o balanço de energia pode ser expresso como

Balanço de energia:

∆ E s i s t e m a = E e n t r a - E s a í

m u 2 - u 1 = 0

u 2 = u 1

T 2 = T 1

desde u = u (T) para um gás ideal. Então a mudança de entropia do gás se torna:

∆ S = N c - v , m i s t u r a ln ⁡ T 2 T 1 + R u ln ⁡ V 2 V 1 = N R u ln ⁡ V 2 V 1

= 5 K m o l 8,314 k J k m o l . K ln ⁡ 2

= 28,81 k J k

Isso também representa a alteração total da entropia, já que o tanque não contém mais nada e não há interações com o ambiente.

Resposta

28,81 k J k

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