Enunciado

Um vaso rígido, com 0,06 m3 de volume, contém um gás ideal, Cv= (5/2)R, a 500 K e 1 bar.

(a) Se uma quantidade de calor igual a 15.000 J for transferida para o gás, determine a sua variação de entropia.

(b) Se o vaso possuir um agitador que gire acionado por um eixo de tal forma que seja realizada uma quantidade de trabalho de 15.000 J sobre o gás, qual é a variação da entropia do gás se o processo for adiabático? Qual é o ? Qual é o fator de irreversibilidade do processo?

Passo 1

Identificando cada uma das grandezas:

→ esse é a pressão inicial do sistema dada pelo enunciado e convertida para Pascal para efeito de cálculo

→ temperatura inicial

→ volume constante pois o vaso é rigído

No item (a) é dado o carlor fornecido ao gás

Passo 2

Conhecendo todas as grandezas iniciamos pela equação da primeira lei da termodin

ãmica que diz: , como o processo é a volume constante então o trabalho realizado sobre o gás é zero ficando:

, como a energia interna só depende da variação de temperatura chegamos em,

(1)

A equação (1) vai nós ajudar a descobrir a temperatura do gás depois de receber o calor, porém para isso necessitamos da quantidade de gás vai ser aquecida utilizando a equação do gás ideal:

Manipulando a equação (1) podemos encontrar a temperatura.

Conhecendo a temperatura final do gás, podemos encontrar a variação de entropia do mesmo por meio da equação:

→ variação de entropia a volume constante

Substituindo os valores chegamos,

Passo 3

Para o item (b), a variação de entropia do gás é a mesma, e a variação de entropia do amebiente é zero com isso:

Resposta

Item (a)

Item (b)

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