Um décimo de k m o l de monóxido de carbono C O em um conjunto cilindro-pistão é submetido a em processo a partir de p 1 = 150   k P a e T 1 = 300   K a p 2 = 500   k P a e T 2 = 370   K . Para o processo, W = - 300   k J . Utilizando o modelo de gás ideal, determine:

a) o calor transferido, em k J .

b) a variação de entropia, em k J / K .

Passo 1

E aí, beleza?

Bora resolver essa questão comigo?

Te garanto que vai ser rápido e fácil!

Letra a)

Começamos o nosso problema aplicando um balanço de energia desprezando os efeitos da energia cinética e potencial, assim, temos:

∆ U = Q - W

Sendo a variação de energia interna:

∆ U = n u T 2 - u T 1

Então:

Q = n u T 2 - u T 1 + W

Devemos obter as propriedades do monóxido de carbono da tabela de propriedades dos gases ideais.

Em T 1 = 300   K :

u T 1 - 6229   k J / k m o l

Em T 2 = 370   K :

u T 2 = 7689   k J / k m o l

Assim, substituindo os dados na nossa equação:

Q = 0,1 ⋅ 7689 - 6229 + - 300

Q = - 154   k J

Passo 2

Letra b)

Novamente pelas tabelas utilizadas no Passo 1, devemos obter as entropias específicas paras os estados do nosso problema, assim:

s 0 T 1 = 197,723   k J / k m o l ⋅ K

s 0 T 2 = 203,842   k J / k m o l ⋅ K

A equação de variação de entropia específica para um gás ideal é dada por:

∆ s = n s 0 T 2 - s 0 T 1 - R ln ⁡ p 2 p 1

Substituindo os dados:

∆ s = 0,1 ⋅ [ 203,842 - 197,732 - 8,314 ⋅ ln ⁡ 500 150

∆ s = - 0,389   k J / K

E terminamos!

Bem de boa né?

Te espero na próxima questão!

Resposta

a )   Q = - 154   k J

b )   ∆ s = - 0,389   k J / K

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