A entropia é uma quantidade fundamental para a
descrição de fenômenos térmicos. Para além de sua
interpretação estatística a partir de modelos
microscópicos para descrever os fenômenos
termodinâmicos, que ficou bastante popular, é
bastante simples seu emprego para descrever
fenômenos simples macroscópicos usando sua
definição macroscópica: dada em termos do calor
trocado entre o sistema e o meio, a temperatura do
sistema e a temperatura do meio - argumentando
pelo significado fundamental dessa quantidade, e
que determina a irreversibilidade e a ocorrência
(espontaneidade) dos fenômenos termodinâmicos.
Considere: 273 g de gelo que derrete
completamente, que o processo é realizado
com o gelo a 0 oC, que o calor latente do gelo é
de 80 cal/g, e que 1 cal = 4,2 J. Nessa situação,
com o meio externo à temperatura fixa em 27oC
(chamada também de entropia do universo)
temos que a variação da entropia do meio é de
aproximadamente -306J/K. Assinale a
alternativa correta com respeito à variação da
entropia total (sistema + meio).

Question

A entropia é uma quantidade fundamental para a
descrição de fenômenos térmicos. Para além de sua
interpretação estatística a partir de modelos
microscópicos para descrever os fenômenos
termodinâmicos, que ficou bastante popular, é
bastante simples seu emprego para descrever
fenômenos simples macroscópicos usando sua
definição macroscópica: dada em termos do calor
trocado entre o sistema e o meio, a temperatura do
sistema e a temperatura do meio - argumentando
pelo significado fundamental dessa quantidade, e
que determina a irreversibilidade e a ocorrência
(espontaneidade) dos fenômenos termodinâmicos.
Considere: 273 g de gelo que derrete
completamente, que o processo é realizado
com o gelo a 0 oC, que o calor latente do gelo é
de 80 cal/g, e que 1 cal = 4,2 J. Nessa situação,
com o meio externo à temperatura fixa em 27oC
(chamada também de entropia do universo)
temos que a variação da entropia do meio é de
aproximadamente -306J/K. Assinale a
alternativa correta com respeito à variação da
entropia total (sistema + meio). Alternativa A: Há aumento de 30 J/K na entropia total, e o
processo é espontâneo e irreversível  Ou Alternativa B: A entropia total é constante e igual a 30 J/K, e
o processo é reversível  Ou Alternativa C: A variação da entropia total é zero e o processo
é espontâneo e reversível Ou Alternativa D: Há redução de 30 J/K na entropia total, e o
processo é espontâneo

danilo jorge · Accepted Answer

Alternativa [A] Há aumento de 30 J/K na entropia total, e o
processo é espontâneo e irreversível  A entropia total (sistema + meio) aumenta em um processo de fusão. Para determinar a variação da entropia total, é necessário calcular a variação da entropia do sistema (gelo) e do meio. A variação da entropia total será a soma das variações de entropia do sistema e do meio.  1. Variação da Entropia do Sistema (Gelo):A variação da entropia do sistema (ΔS_sistema) é calculada pela fórmula: ΔS_sistema = Q/T, onde: Q é o calor trocado (calor latente de fusão);T é a temperatura do sistema (0°C = 273 K).Calculando Q: Q = m * L, onde: m é a massa do gelo (273 g);L é o calor latente de fusão do gelo (80 cal/g).Q = 273 g * 80 cal/g = 21840 cal = 21840 * 4,2 J = 91728 J Calculando ΔS_sistema:ΔS_sistema = Q/T = 91728 J / 273 K = 336 J/K 2. Variação da Entropia do Meio:A variação da entropia do meio é dada como -306 J/K. 3. Variação da Entropia Total:A variação total da entropia (ΔS_total) é a soma das variações da entropia do sistema e do meio: ΔS_total = ΔS_sistema + ΔS_meio = 336 J/K + (-306 J/K) = 30 J/K Resposta: A variação da entropia total (sistema + meio) é de 30 J/K.

A entropia é uma quantidade fundamental para a descrição de...

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