Lista 7 - Termodinâmica - Segunda Lei - FTP da PUC

Curso: Engenharia Elétrica
Disciplina: Física Geral II
Docente: Norma Reggiani
Lista 7 – Termodinâmica: Segunda Lei
Halliday – vol 2 - capítulo 20: Entropia e a Segunda Lei da Termodinâmica
1) Suponha que 4,00 moles de um gás ideal sofrem uma expansão isotérmica
revesível do volume V1 para o volume V2 = 2 V1 em uma temperatura T = 400 K.
Encontre: (a) o trabalho realizado pelo gás; (b) a variação de entropia do gás. (c)
Se a expansão fosse reversível e adiabática em vez de isotérmica, qual seria a
variação de entropia do gás?
Resposta: (a) 9,22 kJ; (b) 23,1 J/K; (c) 0
5) Encontre (a) a energia absorvida na forma de calor e (b) a variação de entropia de
um bloco de cobre de 2,0 kg cuja temperatura é aumentada reversilvelmente de 25
0O para 100 oC. O calor específico do cobre é 386 J/kg. K.
Resposta: (a) 5,79 x 104 J; (b) 173 J/K
7) Em um experimento, 200 g de alumínio (com calor específico de 900 J/Kg.K) a 100
oC são misturados com 50,0 g de água a 20 oO, com a mistura isolada
termicamente. (a) Qual é a temperatura de equilíbrio? Quais são as variações de
entropia (a) do alumínio, (c) da água e (d) do sistema alumínio-água?
Resposta: (a) 57 0C; (b) -22,1 mJ/K; (c) 723 mJ/K
13) Um bloco de cobre de 50,0 g cuja temperatura é 400 K é colocado em uma caixa
isolante junto com um bloco de chumbo cuja temperatura é 200 K. (a) Qual é a
temperatura de equilíbrio do sistema dos dois blocos? (b) Qual é a variação na
energia interna entre o estado inicial e o estado de equilíbrio? (c) Qual é a variação
na entropia do sistema?
Resposta: (a) 320 K ; (b) 0; (c) + 1,72 J/K
15) Um cubo de gelo de 10 g a – 10 oC é colocado em um lago cuja temperatura é 15
oC. Calcule a variação na entropia do sistema cubo-lago quando o cubo de gelo
atingir o equilíbrio térmico com o lago. O calor específico do gelo é 2220 J/Kg.K.
(Sugestão: o gelo afetará a temperatura do lago?)
Resposta: 0,76 J/K
19) Suponha que 1,00 mol de um gás monoatômico ideal inicialmente com pressão p
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e volume V seja condizido através de duas etapas: (a) uma expansão isotérmica
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até o volume 2V e (b) um aumento de pressão até 2p , a volume constante. Qual é
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o valor de Q/p V para (a) a etapa 1 e (b) a etapa 2? Qual é o valor de W/p V para
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(c) a etapa 1 e (b) a etapa 2? Para o processo completo, quais são (e) ΔE /p V e
int
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(f) ΔS? O gás retorna ao seu estado inicial e é levado novamente ao estado final,
mas agora através destas duas etapas: (1) uma compressão isotérmica até a
pressão 2p e (2) um aumento de volume até 2V a pressão constante. Qual é o
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valor de Q/p V para (g) a etapa (1) e (h) para a etapa (2)? Qual é o valor de
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W/p V para (i) a etapa (1) e (j) para a etapa (2)? Para o processo completo, quais
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são (k) ΔE /p V e (l) ΔS?
int
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Resposta: (a) 0,693; (b) 4,5; (c) 0,693; (d) 0; (e) 4,5; (f) 23,0 J/K;
(g) -0,693; (h) 7,5; (i) -0,693; (j) 3,00; (k) 4,5; (l) 23,0 J/K